我估計我們的客戶進行的測量中有20-30%來自4-20 mA電流環路傳感器和系統。如果您在閱讀第一句話后畫了一個空白，經常出現的一個問題是，在測量4-20 mA電流環路時，如何計算應用工程單位的測量分辨率。在這篇文章中，我將向您展示如何使用具有4-20 mA輸出的假設0-1，000 psi稱重傳感器通過四個簡單的步驟進行此計算。

步驟 1 – 4-20 mA 電流環路是任何其他名稱的“伏特”

許多人驚訝地發現，測量電流的設備不能進行直接測量。相反，電流始終是一種間接測量，它產生與施加電流成比例的電壓輸出。在4-20 mA電流環路應用中，這幾乎總是通過施加與電流環路串聯的已知電阻的分流電阻，然后使用數據記錄器或數據采集系統等電壓測量設備測量其兩端的電壓來實現。典型的分流電阻值（以及我將在我們的示例中使用的那個）是 250 歐姆，因為它會產生一個很好的圓形壓降，1 V （4 mA） 和 5 V （20 mA 施加電流）。

因此，步驟1是簡單地應用歐姆定律（V=IR）來確定分流電阻兩端的壓降。在我們的示例中，V=（0.004）（250）=1 和 V=（0.020）（250）=5。

第 2 步 – 計算消耗的測量范圍

我們知道，4-20 mA 電流測量將產生跨度為 4 伏 （5-1） 的電壓測量。現在我們需要計算這個跨度消耗了多少百分比，占我們用來制造它的設備的總測量范圍的百分比。假設我們使用DI-149數據采集入門套件進行測量，其固定測量范圍為±10 VFS（伏特滿量程），或總測量范圍為20 V。我們的 4-20 mA 電流環路測量消耗的百分比很容易計算為 4/20=20%。

第 3 步 – 計算應用的 ADC 計數

當然，對于任何數字數據采集或數據記錄器系統，我們最終都會談論模數轉換計數或分辨率。查看 DI-149 數據采集入門套件的規格，我們發現該儀器具有 10 位分辨率，或總共 1024 個 ADC 計數 （2^10）。因此，我們應用于4-20 mA電流環路應用的計數數是步驟2中計算的百分比乘以總ADC計數：（20%）（1024）= 本例中的204計數。

步驟 4 – 以應用工程單位計算測量分辨率

因此，我們的4-20 mA電流環路測量總共可以應用204個ADC計數，并且回想一下，我們的傳感器的測量范圍為0-1000 psi。因此，我們以測量單位為單位的分辨率為 1000/204，或大約 5 psi 是我們用測量系統檢測到的最小負載變化。

為了減小該值（以獲得更高的分辨率），我們需要縮小儀器的測量范圍，提高其分辨率，或兩者兼而有之。例如，如果我們將假設的測量應用于DI-155數據采集入門套件，我們將能夠將4-20 mA電流環路測量的4 V范圍應用于±5 VFS測量范圍，并將13位ADC精度應用于測量。這種組合產生 0.30 psi 的測量分辨率。

審核編輯：郭婷