4到20ma转换压力 公式
4到20mA是一种常用的电流信号传输方式，广泛应用于工业自动化控制系统中。而在工业控制系统中，常常需要将压力信号转换为4到20mA的电流信号进行传输和处理。今天利又德的小编就介绍4到20mA转换压力的原理和公式，并探讨其在工业控制系统中的应用。
在工业控制系统中，压力传感器是常用的传感器之一。压力传感器能够将压力信号转换为电信号，并通过各种信号输出方式传输给控制系统。而4到20mA电流信号是较为常见的一种输出方式，具有稳定性好、抗干扰能力强等优点，因此在工业控制系统中被广泛应用。
为了将压力转换为4到20mA的电流信号，需要使用一个压力变送器。压力变送器是一种能够将压力信号转换为电流信号的装置。在压力变送器中，通常采用电阻和电流源的组合来实现信号的转换。其中，电阻和电流源的大小和比例决定了电流信号的大小和范围。
根据欧姆定律，电流等于电压除以电阻，即I=U/R。在4到20mA的范围内，电流的最小值为4mA，最大值为20mA。因此，需要根据具体的压力范围和转换要求来确定电阻的取值。
假设我们需要将0到10 bar的压力信号转换为4到20mA的电流信号。首先，需要确定最小压力对应的电流信号，即0 bar对应4mA的电流。根据欧姆定律，可得U=I*R，即0.004A*R=U。假设电流源的电阻为250欧姆，则U=0.004A*250Ω=1V。因此，当压力为0 bar时，电压信号为1V。
接下来，需要确定最大压力对应的电流信号，即10 bar对应20mA的电流。同理可得U=0.02A*R，即0.02A*R=U。仍然假设电流源的电阻为250欧姆，则U=0.02A*250Ω=5V。因此，当压力为10 bar时，电压信号为5V。
将0到10 bar的压力信号转换为4到20mA的电流信号，需要将压力变送器的输出电压范围设定为1V到5V。通过电阻和电流源的组合，可以根据欧姆定律实现压力信号到电流信号的转换。
在工业控制系统中，4到20mA电流信号的转换压力方式具有许多优点。首先，4到20mA电流信号的范围较大，可以覆盖较广的压力范围。其次，电流信号的稳定性较好，能够抵抗较强的干扰。此外，电流信号具有线性关系，易于传输和处理。
在实际应用中，4到20mA电流信号转换压力的方式可以应用于许多场景。例如，在工业生产中，可以通过4到20mA电流信号实时监测设备的压力变化，及时采取控制措施，保证生产过程的稳定性和安全性。同时，4到20mA电流信号也可以与其他传感器的信号进行联动，实现多参数的同时监测和控制。
4到20mA电流信号转换压力是工业控制系统中常用的一种信号传输方式。通过适当的电阻和电流源的组合，可以将压力信号转换为4到20mA的电流信号。这种方式具有稳定性好、抗干扰能力强等优点，在工业控制系统中有着广泛的应用前景。
为什么变送器选择4~20mA.DC作传送信号？
工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。
工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。
1、首先是从现场应用的安全考虑
安全重点是以防爆安全火花型仪表来考虑的，并以控制仪表能量为前提，把维持仪表正常工作的静态和动态功耗降低到最低限度。输出4~20mA.DC标准信号的变送器，其电源电压通常采用24V.DC，采用直流电压的主要原因是可以不用大容量的电容器及电感器，就只需考虑变送器与控制室仪表连接导线的分布电容及电感，如2mm2 的导线其分布电容为0.05μ/km左右；对于单线的电感为0.4mH/km左右；大大低于引爆氢气的数值，显然这对防爆是非常有利的。
2、传送信号用电流源优于电压源
因为现场与控制室之间的距离较远，连接电线的电阻较大时，如果用电压源信号远传，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差，如果用电流源信号作为远传，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。
3、信号最大电流选择20mA的原因
最大电流20mA的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流，4~20mA电流和24V.DC对易燃氢气也是安全的，对于24V.DC氢气的引爆电流为200mA，远在20mA以上，此外还要综合考虑生产现场仪表之间的连接距离，所带负载等因素；还有功耗及成本问题，对电子元件的要求，供电功率的要求等因素。
4、信号起点电流选择4mA的原因
输出为4~20mA的变送器以两线制的居多，两线制即电源、负载串联在一起，有一公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。为什么起点信号不是0mA？这是基于两点：一是变送器电路没有静态工作电流将无法工作，信号起点电流4mA.DC，不与机械零点重合，这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。
