萬用表4～20mA測試功能的定義和應用

萬用表作為一個定量處理的測試工具，已提升了很多測試能力，它們測試的范圍和功能在逐步加強，尤其在手持工具儀表中，已超越傳統的量程（測量范圍）、精度、分辨率、穩定性等基本指標。考慮到現場特點，萬用表已在產品可靠性、測試功能方面開發出許多新產品。世界上最有名的萬用表廠商是Fluke公司，而且我國作為低檔萬用表最大的生產國，很多廠商也開始提升萬用表的技術能力，從簡單的制造已逐步轉變為中國創造，萬用表的測試功能在他們的設計藍圖中已越來越多，最典型意義的是在工業現場應用，針對小電流測試的4～20mA%功能已在很多萬用表中成為主要功能，例如OI859CFⅡ高精度手持萬用表等。

一、關于4～20mA的工作原理

4～20mA廣泛應用在工業現場中傳感和測控領域，它主要解決工業現場傳感信號和信號放大的長線傳輸問題。以往人們在長線傳輸中使用電壓，主要存在以下四個問題：

（1）這些信號電壓一般比較小，易受負載干擾；

（2）電壓信號在傳輸中會受到傳輸線的阻抗影響，導致噪聲干擾；

（3）再好的傳輸線本身都有導線電阻，易導致分壓，使電壓信號衰減；

（4）工業現場中由于干擾和環境問題，提供穩定的小工作電壓也是很困難的問題。

這樣為了解決長線電壓傳輸的問題，人們發現使用小電流信號傳輸更為有用，完全不必解決噪聲和干擾的問題。小電流信號在閉環系統內形成一個電流環，以保證測控的傳感信號的穩定和傳感感應敏感變化。在4～20mA電流環中，一般用4mA表示零信號，用20mA表示滿刻度信號，在4～20mA環流內表明信號可靠安全，低于4mA或超過20mA的信號是不安全的信號，在整個閉路系統中會報警或出錯。

二、萬用表如何測量4～20mA？

4～20mA電流環在工業現場中，主要應用在信號傳感、變送中，例如長線驅動現場的驅動器件（像閥門等），應用廣泛，一般有二種類型：（1）二線制，（2）三線制。在應用中通過適當的電路把傳感器的信號轉化為4～20mA的信號，這時電流細小的變化都會影響傳送效果，對電流信號的跟蹤和校正至關重要。

一般萬用表只能測量電流的大小，不易直觀判斷4～20mA的比例關系，并且在測量小電流信號時萬用表的分辨率和穩定性不夠。新型萬用表設置4～20mA功能，用4～20mA的%（百分數）表示電流的偏離，例如電流是20mA時，%讀數100表示為滿刻度，這樣很容易判4～20mA的問題，便于現場調整和校正。

以上文章內容參考了『《儀器儀表智能化》2006年第7期（作者：德州儀器）』的內容。但文章的知識和內容來自于北京海洋興業科技有限公司周家明先生的撰稿，如需轉載請注明出處。

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