理論上發(fā)送4-20mA 電流信號的儀表都具有恒流特性，采用電流源傳送，其精度與導(dǎo)線的電阻，這樣就無需擔(dān)心4-20mA信號的傳送距離的問題。但以上的說法是針對特定條件而言的，應(yīng)看到當(dāng)儀表供電電源電壓低至一定程度或?qū)Ь€電阻大到一定程度時，4-20mA電流傳送信號將產(chǎn)生誤差。因此我們將討論在保證規(guī)定的精度下4-20mA信號的傳送距離。

決定電流源儀表導(dǎo)線長度的參數(shù)有：

• 1）負(fù)載電阻RL及連接導(dǎo)線的電阻r；
• 2）供電電壓Vo及其波動范圍△V；
• 3）儀表的最大輸出電流Imax；
• 4）儀表能維持最大工作電流時的最低供電電壓Vmin 。

已知:RL=250Ω，Vo=24V ，其允許誤差為±5%，電源允許波動△V=24V*5%=1.2V， Imax=20mA=0.02A，最低供電電壓Vmin各種型號儀表的此值是不相同的，因為這個參數(shù)還與電子元件的特性有關(guān)系，有的儀表最低的可達(dá)12V(但是指無負(fù)載時)，大多儀表在15--17V之間的居多。在此筆者取16.28V。

即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)，則連接導(dǎo)線的電阻r=24-1.2-16.28/0.02-250=76Ω。

儀表連接電線用的是銅線，其截面大多選擇S=1.5和0.8mm2的居多，在《電工手冊》上有銅電線在20℃和75℃時的電阻系數(shù)，在選擇銅導(dǎo)線時應(yīng)考慮到使用現(xiàn)場的環(huán)境情況，因此最好選擇75℃時的電阻系數(shù)來計算較妥。

已知t=75℃時銅的電阻系數(shù)ρ=0.0217Ω.mm2/m，根據(jù)L=Sr/ρ就可計算出銅導(dǎo)線的最大長度。

• 用標(biāo)稱截面1.5mm2導(dǎo)線時L=1.5*76/0.0217=5253m，
• 用標(biāo)稱截面0.8mm2導(dǎo)線時L=0.8*76/0.0217=2801m，
• 因為儀表的接線往返是兩根線，所以計算結(jié)果應(yīng)除2即，
• 用標(biāo)稱截面1.5mm2導(dǎo)線時L1=5253.5／2=2626m，
• 用標(biāo)稱截面0.8mm2導(dǎo)線時L2=2801.8／2=1400m。

在實際應(yīng)用中決定導(dǎo)線的真實長度要比計算值略低才行，因為電線的標(biāo)稱截面幾乎都是偏高的。如果遇到現(xiàn)場距離超過上述的長度時，可采取以下措施：增大電線的線徑，來減少導(dǎo)線電阻；適當(dāng)調(diào)高儀表的供電電壓。

有時現(xiàn)場實際接線長度并不太長，但在使用中仍無法正常使用，是什么原因呢?究其原因，可能是:

• 1）電流傳送信號導(dǎo)線過長時，沒有采取必要的屏蔽措施，或者沒有遵守一點接地規(guī)則而引入了干擾；
• 2）在一個系統(tǒng)中應(yīng)選擇電位最低的一點作為信號的公共點，在電單儀表中，24V電源的負(fù)線電位最低，它就是信號公共線。因此在電流傳送的一對信號線中，其電位較低的一根，即信號負(fù)線應(yīng)在發(fā)送儀表的輸出處與24V負(fù)線相連。如果接線錯誤或漏接而造成信號負(fù)線浮空而引入了干擾。