基于4-20mA电流光纤中继器原理和应用

1、采用4-20mA电流传输原因

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。电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器。

2、二线制原理

图1

图2

如图1最后一个图，两线制就是把变送器当成一个负载，具体实现如图2，内部的电压电流变换电路，将电流变为电压，实现内部电路供电。图3是电路的一个具体实现，电路比较简单。

图3

3、需要光中继原因

一般电流传输几百米，但是实际工况可能需要几千米远，甚至更远。因此需要电流中继器。使用时，只需要知道进去什么电流信号，出来还是什么电流信号就可以了。具体的接线方法可以看产品说明书，主要是线制问题。中继的具体原理如下：先电流采样，然后变为光信号，发送出去，接收端接到光信号变为电流信号，输出。