万用表4～20mA测试功能的定义和应用

万用表作为一个定量处理的测试工具，已提升了很多测试能力，它们测试的范围和功能在逐步加强，尤其在手持工具仪表中，已超越传统的量程（测量范围）、精度、分辨率、稳定性等基本指标。考虑到现场特点，万用表已在产品可靠性、测试功能方面开发出许多新产品。世界上最有名的万用表厂商是Fluke公司，而且我国作为低档万用表最大的生产国，很多厂商也开始提升万用表的技术能力，从简单的制造已逐步转变为中国创造，万用表的测试功能在他们的设计蓝图中已越来越多，最典型意义的是在工业现场应用，针对小电流测试的4～20mA%功能已在很多万用表中成为主要功能，例如OI859CFⅡ高精度手持万用表等。

一、关于4～20mA的工作原理

4～20mA广泛应用在工业现场中传感和测控领域，它主要解决工业现场传感信号和信号放大的长线传输问题。以往人们在长线传输中使用电压，主要存在以下四个问题：

（1）这些信号电压一般比较小，易受负载干扰；

（2）电压信号在传输中会受到传输线的阻抗影响，导致噪声干扰；

（3）再好的传输线本身都有导线电阻，易导致分压，使电压信号衰减；

（4）工业现场中由于干扰和环境问题，提供稳定的小工作电压也是很困难的问题。

这样为了解决长线电压传输的问题，人们发现使用小电流信号传输更为有用，完全不必解决噪声和干扰的问题。小电流信号在闭环系统内形成一个电流环，以保证测控的传感信号的稳定和传感感应敏感变化。在4～20mA电流环中，一般用4mA表示零信号，用20mA表示满刻度信号，在4～20mA环流内表明信号可靠安全，低于4mA或超过20mA的信号是不安全的信号，在整个闭路系统中会报警或出错。

二、万用表如何测量4～20mA？

4～20mA电流环在工业现场中，主要应用在信号传感、变送中，例如长线驱动现场的驱动器件（像阀门等），应用广泛，一般有二种类型：（1）二线制，（2）三线制。在应用中通过适当的电路把传感器的信号转化为4～20mA的信号，这时电流细小的变化都会影响传送效果，对电流信号的跟踪和校正至关重要。

一般万用表只能测量电流的大小，不易直观判断4～20mA的比例关系，并且在测量小电流信号时万用表的分辨率和稳定性不够。新型万用表设置4～20mA功能，用4～20mA的%（百分数）表示电流的偏离，例如电流是20mA时，%读数100表示为满刻度，这样很容易判4～20mA的问题，便于现场调整和校正。

以上文章内容参考了『《仪器仪表智能化》2006年第7期（作者：德州仪器）』的内容。但文章的知识和内容来自于北京海洋兴业科技有限公司周家明先生的撰稿，如需转载请注明出处。

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