溫濕度變送器等設備在工控中的模擬量傳輸

       工控技術的出現和推廣帶來了第三次工業革命，完善了制造業、建造業等行業的安全與準確，將原本需要半自動化或手動化監測的溫度、壓力、氣體等環境因素演化為自動化進行，既增加效率又節約成本。相關的工控設備有溫濕度變送器、壓力變送器、氣體變送器等。

      進入正文之前插一條科普：一直以來，人們都不怎么區分變送器與傳感器，由于功能類似，所以時常將兩者混淆使用，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轉變為可被控制器識別的信號(或將傳感器輸入的非電量轉換成電信號同時放大以便供遠方測量和控制的信號源)的轉換器。傳感器和變送器一同構成自動控制的監測信號源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應的變送器。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。

      簡單來說，傳感器就是將被測變量（溫度、壓力、氣體等）感知出來并轉變為非標準電信號的一種器件；而變送器就是依托于傳感器將這種非標準電信號轉變為標準模擬量并上傳至工控系統。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，變送器信號和模擬量4-20mA這應該是兩個概念，變送器信號一般情況下都是模擬量信號，而模擬量信號可以是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，工廠或者施工現場一般電磁干擾是非常嚴重的，電壓信號比電流信號更容易受到干擾。并且電流信號的傳輸距離要比電壓信號傳輸的遠還不會產生信號的衰減。

       其次，一般儀器儀表的信號電流都為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是用來檢測線路開路的，如果0是小，那么開路故障就檢測不到了，還有一點原因是低采用4mA是因為可以檢測斷線點。而采用Z高20mA是為了滿足防爆要求，因為20mA的電流信號通斷引起的火花勢能不足以引燃可燃氣體的爆炸點，如果超過了20mA則會有爆炸的危險。

      后，傳輸信號時候，要考慮到導線上也有電阻，如果用電壓傳輸則會在導線的產生一定的壓降，那接收端的信號就會產生一定的誤差了。因此，工控系統中通常是在長距離小于100米的采用電流信號傳輸，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電壓信號傳輸。

       如今的工控系統中變送器成為*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），兩者大的區別是兩者的抗干擾強度，還有就是兩者的傳輸距離。在抗干擾的能力強，電流信號要比電壓信號強，而在傳輸距離上，電流的衰減，也要比電壓信號小的多。所以，現在絕大多數的儀表在選擇信號時，都會選擇電流傳輸。