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                    樊女士

                         學(xué)歷:大學(xué)本科
                         職稱(chēng):工程師
                         年齡:39歲
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                           給我發(fā)消息

                    電壓與電流信號的區別

                        發(fā)布時(shí)間:2007年12月5日  

                        工業(yè)上通常用電壓 0…5(10)V 或電流 0(4)…20mA 作為模擬信號傳輸的方法,也是被程
                       
                        控機經(jīng)常采用的一種方法。那么電壓和電流的傳輸方式有什么不同,什么時(shí)候采用什
                       
                        么方法,下面將對此進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
                       
                       
                        電壓信號傳輸比如 0…5(10)V
                       
                        如果一個(gè)模擬電壓信號從發(fā)送點(diǎn)通過(guò)長(cháng)的電纜傳輸到接收點(diǎn),那么信號可能很容易失
                       
                        真。原因是電壓信號經(jīng)過(guò)發(fā)送電路的輸出阻抗,電纜的電阻以及接觸電阻形成了電壓
                       
                        降損失。由此造成的傳輸誤差就是接收電路的輸入偏置電流乘以上述各個(gè)電阻的和。
                       
                        如果信號接收電路的輸入阻抗是高阻的,那么由上述的電阻引起的傳輸誤差就足夠
                       
                        小,這些電阻也就可以忽略不計。要求不增加信號發(fā)送方的費用又要所提及的電阻可
                       
                        忽略,就要求信號接收電路有一個(gè)高的輸入阻抗。如果用運算放大器 OP 來(lái)做接收方的
                       
                        輸入放大器,就要考慮到此類(lèi)放大器的輸入阻抗通常是小于 <1MΩ 。
                       
                        原則上,高阻抗的電路特別是在放大電路的輸入端是很容易受到電磁干擾從而會(huì )引起
                       
                        很明顯的誤差。所以用電壓信號傳輸就必須在傳輸誤差和電磁干擾的影響之間尋找一
                       
                        個(gè)折中的方案。
                       
                       
                       
                        電壓信號傳輸的結論:
                       
                        如果電磁干擾很小或者傳輸電纜長(cháng)度較短,一個(gè)合適的接收電
                       
                        路毫無(wú)疑問(wèn)是可以用來(lái)傳輸電壓信號 0…5(10)V 的。
                       
                       
                       
                        電流信號傳輸比如 0(4)..20mA
                       
                        在電磁干擾較強的環(huán)境和需要傳輸較遠距離的情況下,多年來(lái)人們比較喜歡使用標準
                       
                        的電流來(lái)傳輸信號。
                       
                        如果一個(gè)電流源作為發(fā)送電路,它提供的電流信號始終是所希望的電流而與電纜的電
                       
                        阻以及接觸電阻無(wú)關(guān),也就是說(shuō),電流信號的傳輸是不受硬件設備配置的影響的。同
                       
                        電壓信號傳輸的方法正相反,由于接收電路低的輸入阻抗和對地懸浮的電流源(電流
                       
                        源的實(shí)際輸出阻抗與接收電路的輸入阻抗形成并聯(lián)回路)使得電磁干擾對電流信號的
                       
                        傳輸不會(huì )產(chǎn)生大的影響。
                       
                        電流信號傳輸的結論:
                       
                        如果考慮到有電磁干擾比如電焊設備和其他信號發(fā)射設備,傳
                       
                        輸距離又必須很長(cháng),那么電流信號傳輸的方法是適合這種情況的(模擬信號傳輸)。
                       
                        實(shí)際上經(jīng)常采用的電流傳輸方法有二線(xiàn)制和三線(xiàn)制方法。由于二線(xiàn)制的重要意義,在
                       
                        這里將主要論述二線(xiàn)制方法,也叫電流回路方法。
                       
                        電流回路的綜合特性
                       
                       
                        - 簡(jiǎn)單的使用:如果信號發(fā)送電路和相聯(lián)接的其他電路的工作電流保持常數不變,那
                       
                        么該工作電流和信號電流就可以通過(guò)同一根電纜來(lái)傳輸。人們只需用一個(gè)負載取樣電
                       
                        阻,而電流在負載電阻上的電壓降就可以作為有用的信號。當然還應該注意工作電壓
                       
                        要足夠高,以滿(mǎn)足電流回路里所需要的電壓降。
                       
                       
                        - 低廉的成本:與數字信號傳輸需要一個(gè) AD 轉換,一個(gè)單片機和一個(gè)合適的驅動(dòng)電路
                       
                        相比,用簡(jiǎn)單的電流回路方法,人們只需要一條電纜,一個(gè)負載電阻和一個(gè)測量電壓
                       
                        表。特別當對測量精度要求高的時(shí)候,二者產(chǎn)品成本的差別就更加明顯了。
                       
                       
                        - 錯誤診斷:4-20mA 電流信號傳輸的優(yōu)點(diǎn)除了傳輸距離遠和抗干擾能力強外,還會(huì )自
                       
                        動(dòng)提供出錯信息。在一個(gè)經(jīng)過(guò)校準的系統輸出零信號時(shí)(輸出端為電流 4mA),如果
                       
                        接收到的信號大于零毫安而小于 4 毫安時(shí),就說(shuō)明此時(shí)系統一定有問(wèn)題。如果接收到
                       
                        的電流信號為零,那么一定是電纜斷了或者信號接收方面出了問(wèn)題。如果電流信號超
                       
                        過(guò) 20mA 就意味著(zhù)輸入端方面的信號過(guò)載或者信號接收方面有問(wèn)題。
                       
                       
                        - 長(cháng)距離傳輸:傳輸距離與發(fā)送信號端的驅動(dòng)能力和電纜的電阻以及接收端的測量電
                       
                        阻(負載電阻)有關(guān)。如果在信號傳輸的電纜中也要安裝測量?jì)x表,那么負載電阻還
                       
                        應該考慮到測量?jì)x表的輸入阻抗和監測記錄儀表的輸入阻抗。這些儀表常常因為成本
                       
                        低廉和無(wú)需外加電源而與集成電路一樣共同連接在電流回路中并從4mA 中直接獲得工
                       
                        作電源。因此在電路設計時(shí)要考慮到電流源回路的帶載能力。
                       
                     
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