在社会的应用中为什么采用4-20毫安电流传输模拟量信号十种现场总线技术有哪些
我可能会非常熟悉RS232、RS485和CAN等工业上常用的总线，他们都是传输数字信号的方式。那么，我们用什么方式来传输模拟信号呢？在工业应用中，大家都知道需要测量各种非电物理量，如温度、压力、速度和角度等，这些都需要转换成模拟量电信号才能通过几百米长的双绞线传输到控制室或显示设备上。工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。采用这种电流信号的原因是它不容易受干扰，因为工业现场噪声电压可能达到数V，但噪声功率很弱，所以噪声电流通常小于nA级别，因此给4-20mA传输带来的误差非常小；而且由于电流源内阻趋于无穷大，导线的串联在回路中不会影响精度，因此在普通双绞线上可以稳定地进行数百米的传输。
我们选择4-20mA作为接收端标准值，是因为这符合防爆要求：20mA的通断引起火花能量不足以引燃瓦斯。而下限没有取0mA，是为了能够检测变送器是否正常工作。当系统故障导致环路断开时，变送器输出将降至0毫安，即可报警。常见的情况是，将物理量转换成4~20mA输出，并依赖外部供电。这就意味着变送器至少需要两根供电线加两根输出线共四根线，这称之为四线制变送器。但如果能节省一根线，那当然更好，所以现在多数情况下，将四线制称为三線制，而如果变送器本身可以从输入的4-20mA中获取足够的一部分功耗，则只需外接两根即可，这就是所谓的一線二線制（2-wire）或者说是“自供”型。
尽管如此，在实际应用中，由于这些监测设备内部对功率需求较低，而且其工作环境往往充满挑战，比如高温、高湿以及机械振动等因素，因此设计一个既能提供准确数据又能保证耐久性的系统是一个复杂而具有挑战性的任务。在这样的背景下，对于那些能够高效运行并且适应这一环境特点的小尺寸DC/DC转换器、低功耗感知设备及处理单元来说，其重要性变得尤为突出。例如，如果要实现一款VI转换器，它应该能够接受0-3.3V范围内的输入，并将其翻译成相应范围内（即4-20毫安）的输出。这项任务可以通过运放LM358等简单集成芯片完成，只要有合适的+12v供给，就可以实现目标功能。此类解决方案对于提高整个系统效率至关重要，同时也对推进技术创新起到了积极作用。
