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。
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