图中用一条双芯电缆把温度变送器输出的电压信号传送给远方的测控装置。我们已经知道导线始端的电压是0~10V,如果导线很长,导线本身存在电阻,它会产生压降,那么导线的终端电压还会保持0~10V吗?其次,电缆中若存在干扰信号,电缆终端的电压也会受到影响。
显然,导线越长,导线终端的电压值偏差也就越大,测控装置通过模数转换得到的温度值误差也越大。这就是电压信号在传递过程中的不足之处。
为了解决电压信号在传输过程中出现的问题,人们提出了用电流信号来取代电压信号的方法。
我们设想热电阻温度变送器的输出为电流源电路。当温度为0度时,电流源输出4毫安的电流;当温度为100度时,电流源输出12毫安电流;当温度为200度时,电流源输出20毫安电流。
由于电流源输出的电流只与实际测量的温度值有关,与传输导线的电阻无关,与负载阻抗(负载电阻)基本无关。如此一来,线路长度造成的误差就基本消除了。
我们看下图:
图中的上部是电压信号传递。我们看到传输线连接了信号源和负载端,并且有:
。如果考虑到干扰信号(电压信号)的叠加,则电缆末端的电压变化就更加复杂。反观下图的电流信号传递,尽管线路中依然存在线路电阻,但信号电流
基本恒定,干扰信号(电压信号)几乎没有影响。
虽然电流信号传输比电压信号传输稳定得多,但要注意到一个事实:信号源的电压比较高。这是电流源的特征:由戴维南原理我们很容易推得这个结论。
我们来看下图: