一、什么是4~20mA.DC（1~5V.DC）信號制？

4~20mA.DC（1~5V.DC）信號制是國際電工（IEC）：過程控制系統(tǒng)用模擬信號標準。我國從DDZ-Ⅲ型電動儀表開始采用這一國際標準信號制，儀表傳輸信號采用4~20mA.DC，聯(lián)絡信號采用1~5V.DC，即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統(tǒng)。

在工業(yè)現(xiàn)場，用一個儀表放大器來完成信號的調(diào)理并進行長線傳輸，會產(chǎn)生以下問題：，由于傳輸?shù)男盘柺请妷盒盘?，傳輸線會受到噪聲的干擾；第二，傳輸線的分布電阻會產(chǎn)生電壓降；第三，在現(xiàn)場如何提供儀表放大器的工作電壓也是個問題。

為了解決上述問題和避開相關噪聲的影響，我們用電流來傳輸信號，因為電流對噪聲并不敏感。4～20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號，用20mA表示信號的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號用于各種故障的報警。

二、4~20mA.DC（1~5V.DC）信號制的優(yōu)點？

現(xiàn)場儀表可實現(xiàn)兩線制，所謂兩線制即電源、負載串聯(lián)在一起，有一公共點，而現(xiàn)場變送器與控制室儀表之前的信號聯(lián)絡及供電僅用兩根電線。因為信號起點電流為4mA.DC，為變送器提供了靜態(tài)工作電流，同時儀表電氣零點為4mA.DC，不與機械零點重合，這種“活零點”有利于識別斷電和斷線等故障。而且兩線制還便于使用安全柵，利于安全防爆。

控制室儀表采用電壓并聯(lián)信號傳輸，同一個控制系統(tǒng)所屬的儀表之間有公共端，便于檢測儀表、調(diào)節(jié)儀表、計算機、報警裝置配用，并方便接線。

控制室儀表之間的聯(lián)絡信號采用1~5V.DC理由是：為了便于多臺儀表共同接收同一個信號，并有利于接線和構成各種復雜的控制系統(tǒng)。如果用電流源作聯(lián)絡信號，當多臺儀表共同接收同一個信號時，它們的輸入電阻必須串聯(lián)起來，這會使負載電阻超過變送儀表的負載能力，而且各接收儀表的信號負端電位各不相同，會引入干擾，而且不能做到單一集中供電。

采用電壓源信號聯(lián)絡，與現(xiàn)場儀表的聯(lián)絡用的電流信號必須轉(zhuǎn)換為電壓信號，的辦法就是：在電流傳送回路中串聯(lián)一個250Ω的標準電阻，把4~20mA.DC轉(zhuǎn)換為1~5V.DC，通常由配電器來完成這一任務。

冷端補償

熱電偶的輸出熱電勢取決于熱端和冷端之間的溫度差,而在 實際測量中,熱電偶冷端的溫度經(jīng)常發(fā)生變化,如果不對這種變化 進行補償,即使熱端的溫度恒定不變,冷端的溫度變化也會引起熱 電勢的變化,使熱電勢不能真實反映熱端的溫度,從而引起測量誤 差。

冷端補償原理如下:測量某熱電偶熱端溫度為T1時(冷端溫度 為T2)的熱電勢V1,同時用溫度傳感器(如Pt100)測量冷端溫度值T2， 計算得溫度T2時該熱電偶的熱電勢V2（冷端溫度為0℃),則 V1 V2 是該熱電偶為冷端溫度為0℃時，熱端溫度T1時的電勢值。