溫濕度變送器等設(shè)備在工控中的模擬量傳輸

       工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命，完善了制造業(yè)、建造業(yè)等行業(yè)的安全與準(zhǔn)確，將原本需要半自動(dòng)化或手動(dòng)化監(jiān)測(cè)的溫度、壓力、氣體等環(huán)境因素演化為自動(dòng)化進(jìn)行，既增加效率又節(jié)約成本。相關(guān)的工控設(shè)備有溫濕度變送器、壓力變送器、氣體變送器等。

      進(jìn)入正文之前插一條科普：一直以來，人們都不怎么區(qū)分變送器與傳感器，由于功能類似，所以時(shí)常將兩者混淆使用，然而變送器與傳感器之間還是存在較大的差異的。

       變送器是把傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R(shí)別的信號(hào)(或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源)的轉(zhuǎn)換器。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。變送器的種類很多，用在工控儀表上面的變送器主要有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、電流變送器、電壓變送器等等。

      簡(jiǎn)單來說，傳感器就是將被測(cè)變量（溫度、壓力、氣體等）感知出來并轉(zhuǎn)變?yōu)榉菢?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)的一種器件；而變送器就是依托于傳感器將這種非標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)模擬量并上傳至工控系統(tǒng)。其中模擬量的分類是什么，怎樣上傳的就是本文要討論的問題。
首先要知道，變送器信號(hào)和模擬量4-20mA這應(yīng)該是兩個(gè)概念，變送器信號(hào)一般情況下都是模擬量信號(hào)，而模擬量信號(hào)可以是4-20mA電流，也可以是0-5V/0-10V的電壓。不過工作人員在工控場(chǎng)合更喜歡用4-20mA來傳輸模擬量，而很少用到0-5V和0-10V。

      為什么在工控場(chǎng)合更喜歡用4-20mA來傳輸模擬量，而很少用到0-5V或0-10V呢？
首先，工廠或者施工現(xiàn)場(chǎng)一般電磁干擾是非常嚴(yán)重的，電壓信號(hào)比電流信號(hào)更容易受到干擾。并且電流信號(hào)的傳輸距離要比電壓信號(hào)傳輸?shù)倪h(yuǎn)還不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的衰減。

       其次，一般儀器儀表的信號(hào)電流都為4-20mA。4-20mA指小電流為4mA，大電流為20mA。那么為什么選擇4-20mA而不是0-20mA呢？4mA而不是0mA是用來檢測(cè)線路開路的，如果0是小，那么開路故障就檢測(cè)不到了，還有一點(diǎn)原因是低采用4mA是因?yàn)榭梢詸z測(cè)斷線點(diǎn)。而采用Z高20mA是為了滿足防爆要求，因?yàn)?0mA的電流信號(hào)通斷引起的火花勢(shì)能不足以引燃可燃?xì)怏w的爆炸點(diǎn)，如果超過了20mA則會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)。

      后，傳輸信號(hào)時(shí)候，要考慮到導(dǎo)線上也有電阻，如果用電壓傳輸則會(huì)在導(dǎo)線的產(chǎn)生一定的壓降，那接收端的信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生一定的誤差了。因此，工控系統(tǒng)中通常是在長(zhǎng)距離小于100米的采用電流信號(hào)傳輸，而在短距離傳輸，比如控制室的儀表之間的話，可以考慮選用用0-5V電壓信號(hào)傳輸。

       如今的工控系統(tǒng)中變送器成為*的存在，而選擇一款合適的變送器不僅要考慮變送器的功能，也要考慮模擬量的傳輸方式。模擬量傳輸分為電流（4-20mA）和電壓（0-5V/0-10V），兩者大的區(qū)別是兩者的抗干擾強(qiáng)度，還有就是兩者的傳輸距離。在抗干擾的能力強(qiáng)，電流信號(hào)要比電壓信號(hào)強(qiáng)，而在傳輸距離上，電流的衰減，也要比電壓信號(hào)小的多。所以，現(xiàn)在絕大多數(shù)的儀表在選擇信號(hào)時(shí)，都會(huì)選擇電流傳輸。