我是餘小魚
怎麼測4-20mA電流信號？
如今的工業生產過程中不可或缺的是自動化儀表，不僅便於操作還節省勞動力。在生產過程中將一些參數通過自動化儀表進行遠傳，然後集中在工控機顯示器集中顯示，進行統一操作。
在自動化儀表的一個重要組成部分就是檢測變送單元，也是常說的變送器。變送器的作用就是將生產過程中的物理量轉換為標準電信號，而進行遠傳給二次儀表。例如溫度、壓力、流量、液位等物理量的轉換。但是電信號又分為電壓信號和電流信號，而且又有標準和非標準電信號之分。DDZ-II型電動單元組合儀表的電信號就是0-5V或0-10mA，DDZ-III型電動單元組合儀表的電信號是1-5V或4-20mA。標準電信號相比非標準電信號，便於設備的兼容，也方便各自動化儀表廠家統一電信號變化方式，簡化自動控制，降低自動控制系統成本等優點。
題目說的是4-20mA電流信號，屬於DDZ-III型電動單元組合儀表的信號。像DDZ-II型電動單元組合儀表和DDZ-lll電動單元組合儀表進行比較？前者用的電流信號是0-10mA，例如變送器那就得用四線制，電源線和信號線分開敷設，後者的電流信號是4-20mA，一般情況下電源線和信號線共用。因此，安裝簡單，節省電纜、節省穿線管、由於後者的信號起點不是零，便於迴路中的故障檢查，而且能同時實現供電要求。
由此可知，題目說的是4-20mA信號，那麼這些DDZ-lll電動單元組合儀表相當於電流源儀表，那麼負載與變送器這類儀表串聯後接到電源上即可使用。所以在檢測迴路中的電流信號時，只要將測量儀表串聯，與變送器、負載、電源構成迴路，在萬用表等測量儀表就能顯示出迴路中的電流值。其實如今的變送器一般帶有Hart協議或布朗協議，因此用相應的手操器進行通訊也能查看回路中的實測電流值。
Talk工控小白
電流信號有什麼用呢？
電流信號是自動化設備排除故障的一項重要指標，是確保設備正常運行，以及安全生產。所以對電流信號的正確測量是每一名維修技術人員必須掌握的一項技能。那麼怎樣才能正確的測量電流信號呢？
首先，會使用萬用表。
萬用表是我們工具包中必備的工具之一，也是排除故障中使用最多的工具。從高中時我們就開始接觸學習萬用表，瞭解萬用表的基本功能，萬用表一般我們能用到的功能有測交流電壓和直流電壓，測交流電流和直流電流，測電阻，測通斷，測電容等功能。最基礎的我們都知道測電壓和電阻需要並聯，而測電流需要串聯，並且表筆也要插到對應的孔，切記測電流時不能並聯，這樣很容易燒燬萬用表的保險管。
其次，為什麼用4~20mA的電流信號。
在自動化儀表自控設備中，4~20mA 是最常用的一種信號控制，其他的還有1~5v，0~10v等控制信號，不過使用最多的還是4~20mA的控制方式，因為這是一個國際標準的信號傳輸方式，為什麼起始電流是4mA而不是0mA呢，這主要有兩個原因，一個原因是為了避免干擾，另一個原因是在4-20mA使用的是兩線制，即兩根線即是信號線，同時也是電源線，而4mA是為了給傳感器提供電路的靜態工作電流用，而且出現故障時也能及時發現有沒有電源。並且4~20mA也是安全電流，超過20mA容易引發一些不穩定物質發生爆炸。因此工業生產中多使用4~20mA的標準信號。
最好，測量4~20mA電流的方法。
既然是測電流，那麼就選用萬用表的測直流電流檔，20mA或者200mA檔，紅表筆插入mA孔，黑表筆插入com孔，拆開一根接線端，然後將兩根表筆串入線路中，便可測量實時的電流了，使用萬用表測電流需要破壞電路，尤其在聯鎖控制中，電路是不能被破壞的，也就沒法測電流信號，不過最近我看某寶上有一種不用破壞電路就能測電流的神器，只需卡到隔離器上就能測出電流，不知道有沒有哪位老司機使用過，給我們分享一下經驗唄。
不知大家還有什麼好方法測電流呢
自動化小兵
1、在設備現場，最簡便又實用的工具可使用數字式萬用表（譬如福祿克系列），將萬用表DCmA按極性串接至變送器輸出迴路中測量示值。
2、在試驗室，可使用0.5級及以上精度的直流毫安表，若無條件仍可使用數字萬用表直流毫安檔。以電流變送器為例：
變送器接通電源，預熱10分鐘。變送器輸出端可直接串接毫安表（按極性正確連接），變送器信號輸入端輸入電流為零時，變送器輸出電流應為4mA，若有偏離，可調整變送器“調零”電位器。然後將輸入端電流加至電流互感器二次額定值（5A或1A），此時輸出電流應為20mA，若有偏離可調整“滿度”電位器。然後後頭再校一次“調零”、“滿度”即可。
我本落魄小書童
(4-20)mA電流信號是工控、自動化行業的標準模擬量信號，所有具有很多信號轉換的產品可以選用。如果是想做工程應用，則可以選擇現成的產品，將電流信號轉化為電壓信號或者RS485接口通訊信號等。如果是想做一款(4-20)mA電流採集設備，則可設計電路、編程實現。下面介紹一下電流採集設備的電路方案。
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4-20mA電流採集電路
下圖是設計的一個比較簡單的電流採集電路。
由於單片機只能處理電壓模擬信號，所以需要將電流轉換為電壓信號。上圖中，使用了一個100Ω的電阻作為採樣電阻，電流流過電阻後，電阻產生壓降，(4-20)mA電流流過電阻產生的電壓範圍為(0.4-2)V，後面再接一個電壓跟隨器。電壓跟隨器的特點是輸入多少輸出多少，所以也叫做跟屁蟲電路。
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電路注意事項
使用這個電路的時候，必須要注意幾點：
1.該電路不適用於兩線制的電流環輸出，所謂兩線制即只有兩根線既做供電線又做信號線；
2.電流輸出設備和採集電路必須要共地，否則容易產生較大的誤差。
轉換後的(0.4-2)V的電壓信號可以被單片機AD採樣。
3.運放選型時需要選用軌到軌的運放。
如下圖所示，是TI的軌到軌運放OPA2343.
經單片機採樣處理後，可擴展出其他的信號，如電壓信號、RS485接口通信、CAN通信等。
以上就是這個問題的回答，感謝留言、評論、轉發。更多電子設計、硬件設計、單片機等內容請關注本頭條號：玩轉嵌入式。感謝大家。
