温度变送器 4-20mA 对应的电压是多少？

引言

温度变送器是一种工业仪表，用于将温度信号转换为更方便使用的电信号，通常为 4-20mA 电流输出。为了理解变送器输出对应的电压，我们需要了解其工作原理和相关电气特性。

温度变送器的工作原理

温度变送器通过将感测到的温度值转换成正比于温度的模拟电信号来工作。常见的变送器类型包括 RTD（电阻温度检测器）变送器和热电偶变送器。

RTD 变送器：使用电阻随温度变化的 RTD 传感器测量温度。变送器供电给 RTD，并测量其电阻。通过应用齐纳二极管和运算放大器，变送器将电阻值转换为与温度成比例的电流输出。 热电偶变送器：使用两个不同金属的热电偶来测量温度。当热电偶的接点处发生温度差时，就会产生电势差。变送器测量此电势差，并将其转换为与温度成比例的电流输出。

4-20mA 输出环路

温度变送器通常使用 4-20mA 电流环路进行信号传输。该环路由变送器、电源和接收仪表组成。

变送器从电源接收一定电压，通常为 12VDC 至 36VDC。 变送器将这个电源电压与温度信号一起调节，输出一个与温度成比例的 4-20mA 电流。 电流通过环路从变送器流向接收仪表。 接收仪表测量电流，并将其转换为与温度成比例的信号，通常以数字或模拟格式显示。

电压对应关系

为了确定 4-20mA 输出对应于的电压，我们需要考虑电源电压和环路电阻。

计算方法 1：欧姆定律

根据欧姆定律，电压（V）、电流（I）和电阻（R）之间的关系为：V = I x R。利用这一原则，我们可以使用以下公式计算输出电压 (Vout)：

Vout = Iout x Rloop

其中：

Iout：输出电流 (mA) Rloop：环路电阻 (Ω)

计算方法 2：基于电源电压

另一种确定输出电压的方法是基于电源电压（Vsupply）。环路中的电源电压为变送器和电流输出提供动能。

输出电压（Vout）可以近似为：

Vout ≈ Vsupply - (Iout x Rload)

其中：

Vsupply：电源电压 (VDC) Rload：变送器和接收仪表之间的电阻 (Ω)

示例计算

为了说明这些计算方法，我们提供一个示例：

电源电压：24VDC 输出电流：12mA 环路电阻：250Ω

欧姆定律方法

Vout = Iout x Rloop

Vout = 12mA x 250Ω

Vout = 3V

基于电源电压方法

Vout ≈ Vsupply - (Iout x Rload)

Vout ≈ 24VDC - (12mA x 250Ω)

Vout ≈ 3V

重要注意事项

上述计算方法是近似值，不考虑变送器和接收仪表内部电阻等因素。 建议参考变送器制造商提供的技术规格，以获得准确的输出电压值。 4-20mA 输出范围仅适用于输出电流本身，与输出电压无关。

结论

温度变送器 4-20mA 输出对应的电压取决于电源电压和环路电阻。通过应用欧姆定律或基于电源电压的计算方法，可以近似得出输出电压。了解这些计算方法有助于深入了解温度变送器的工作原理，并在工业应用中优化仪器性能。