如果我必须把这篇文章的内容总结成一句话，那就是:
使用内部阻抗过高的毫安计来测量通过发射机测试连接的电流将导致错误的测量结果!
最近，我看到一些人犯了这个错误，所以我决定写一篇简短的博客。希望它能让你们中的一些人避免犯同样的错误。
主要的一点是，当你通过测试连接测量发射机电流时，很容易产生错误的mA测量结果。危险的是，你不一定会意识到这一点。
让我们来看看错误是什么，以及如何避免它。
我还想让你们了解这个系统是如何运作的，这样就有了它背后的背景信息和教育理论。
准备好了吗?让我们去…
发射机的测试连接
许多过程变送器，特别是压力变送器，有一个测试连接“在连接面板上。它通常标有"测试文本，它位于旁边的正常的mA环路连接。
我相信你已经看到了;在一个发射器中，它看起来是这样的:
测试连接的目的
测试连接的目的是为了能够轻松测量回路电流通过发射机，无需断开电线或断开电流回路。你只需要把你的mA表连接到TEST连接上，你就可以看到通过发射机的电流，因为现在所有的电流都通过你的电流表。
当你断开你的电流表，所有的电流开始再次通过内部二极管(我将很快解释二极管)在测试连接。在任何一点上，电流回路都没有切断。
图表
作为工程师，我们喜欢原理图，所以我也需要在这里添加一些。
在发射机里，有一个二极管内部连接发射机之间的测试连接。二极管的一端连接到其中一个“环路”连接，二极管的另一端连接到测试连接。听起来很复杂，但其实很简单。我相信一张图片会帮助你理解……
在原理图中，它通常是这样的:
二极管是什么，它能工作吗?
为了更好地理解这种现象，我们需要了解二极管是什么以及它是如何工作的。
二极管是由P和N材料制成的小型电子半导体元件。大多数电子设备内部都有许多二极管，甚至还有校准器。
理想的二极管只能单向传导直流电流。当二极管上的电压正确时，理想的二极管总能导电。在实际应用中，这有点复杂，二极管也不是理想的。
这是一个理想的二极管(左)和一个现实的二极管(右)的特点:
正如我们所看到的二极管的特性(真实的，不是理想的)，正向电流开始流动时，电压超过二极管足够大，并超过阈值电压。通常，硅二极管的阈值电压约为0.6 V。当电压超过这个阈值时，二极管是“开路”的，电流通过二极管。当电压小于阈值时，二极管“关闭”，没有电流通过。
通过发射机的电流
在发射机的正常使用中，回路电源影响二极管，因此二极管是完全打开的，所有回路电流都通过二极管。所以实际上，二极管没有做任何事情，它甚至在正常运行中不需要，可以用短路来替换。
但是当你连接一个毫安表在二极管上，所有的电流开始通过毫安表，不再通过二极管。魔法! ?没有魔法，只有电子产品。
下图显示了电流如何通过测试二极管(上面)或毫安表(下面):
好吧，这就是它应该如何工作，但在实践中并不总是那样工作。继续阅读…
mA电表是如何工作的?
我说的是什么阻抗一米?阻抗是什么?
毫安表通常是建立的方式，有一个准确的分流电阻，几个欧姆，电流通过(R在图片下面)。这个电流在分流电阻上产生电压降，通过用a /D转换器(图中的V)测量这个电压，我们可以计算出电流。
剩下的就是简单的数学，根据欧姆定律:I = U/R(电流=电压/电阻)。
不幸的是，一些mA仪表/校校器的阻抗有点太高，这导致电压降通过电阻更大。在大多数应用中，较大的阻抗并不是关键，但对于发射机的测试连接来说却是关键。当电压降变大时，它会导致测试二极管开始打开，或者轻微地造成小泄漏电流，或者一直打开。
为什么要在毫安表中设置更高的阻抗?它可能更容易设计一个毫安表使用稍高的阻抗，然后电压降变得更高，它更容易测量内部与a /D转换器，因为电压信号更高。
例如,如果马的内部阻抗计将高达50欧姆,然后用20 mA电流这意味着马计上的电压降(和测试连接二极管)将1 V导致测试二极管完全开放(阈值0.6 V)。这就意味着你的马米将显示几乎没有电流,尽管有一个20mA的电流通过发射机，因为所有的电流通过测试连接。
在实践中很容易注意到上面例子中的巨大错误。但也有一些毫安表，内部阻抗约为30欧姆。这意味着一个较小的电流测量工作正常，但当接近20 mA的电压降接近0.6 V，和测试二极管开始泄漏，部分电流通过二极管。这可能很难实现，导致您相信您的mA仪表错误的测量结果。
下图显示了当毫安表阻抗过高时，电流部分通过毫安表，部分通过测试二极管的情况:
当电流在毫安表和二极管之间分裂时，毫安表只显示部分电流，因此显示错误的结果。
压力变送器的实际试验
我用一个流行品牌的压力变送器测试了测试连接/二极管的特性。
测试的目的是看当电压变化时，测试二极管的电流如何变化。
您可以在下面的图表中看到测试的结果，以及之后的文本和表格中看到测试结果。
数据表:
我们可以在结果中看到，例如:
- 如果你想有小于0.01%的误差，你最好保持在275毫伏以下-或阻抗小于13.75欧姆。
- 如果你希望误差小于0.05%，那么你需要保持在375 mV(或18.75欧姆)以下。
- 在泄漏400mv时，电流开始快速增长(等于20欧姆毫安表阻抗)。
- 在500mv泄漏时，电流为0.2 mA，当测量20ma电流(等于25欧姆mA表阻抗)时，误差超过1%。
作为这个测试的结果/总结，我可以说:
- 只要你的毫安表阻抗小于15欧姆，你就可以去。
- 如果阻抗是25欧姆，你将在测量中引入超过1%的误差。
使用TEST连接的准确性效果
我们可以说，使用测试连接的精度是足够好的，只要你有mA计与足够小的阻抗。如果您不知道仪表的阻抗，那么使用测试连接可能会有风险。
不同的发射机型号可能与我测试的有不同的特性。
你如何检查你的mA表的阻抗?
如何检查mA表，或校准器，你正在使用，以看到它有什么阻抗?首先试着检查规范数据表，这是经常提到的。如果没有指定阻抗，有时电压降(或“负载电压”)被指定为在特定电流下的特定电压。用这个，你可以计算阻抗(U/I)。例如，一个设备在20毫安时的规格是400mV，所以你知道阻抗是20欧姆。这意味着它将增加超过0.1%的误差在20毫安。
有时，阻抗无论如何都没有指定。
如果在规格中没有提到，那么你可以通过不同的方式找到它:
- 首先，简单地使用电阻计，测量毫安表的阻抗。
- 第二，你可以设置一个已知的电流通过毫安表，然后测量它的电压降，并计算阻抗/电阻(R= U/I)。例如，如果20mA通过仪表，电压降为0.2 V，那么它有10欧姆阻抗(0.2 V / 20mA = 10欧姆)。
发射机手册
在快速搜索了压力变送器的用户手册后，我只找到了一本流行的压力变送器手册，上面写着测试连接中使用的mA表阻抗应该小于10欧姆。
是的，如果真的有必要的话，我有时会阅读使用手册。
但出于某种原因，我觉得一般的发射器制造商没有提到这一点，或者我只是错过了信息(这不是我第一次错过了一些东西……)。
还有其他测量mA的方法
当然，除了使用测试连接，还有其他方法来测量发射机电流。
例如:
- 断开电流回路，并在发射机中增加一个毫安表。这是最准确的方法，任何测试二极管泄漏不会有任何影响。
- 我见过有人把一个精密电阻和发射机串联起来，然后测量电阻上的电压降。然后你可以计算电流而不打破环路。当然，电阻器的准确性会对结果产生影响。
- 你也可以用钳位计来测量回路中的电流。然而，大多数情况下钳形仪表并不十分精确。
- 你也可以将一个外部二极管串联到发射器上，并使用与正在使用的测试连接相同的方法。如果需要使用更高阻抗的毫安计，可以将多个二极管串联起来。
那Beamex校准器呢?
在Beamex校准器中，mA测量的阻抗一直小于10欧姆，通常在7.5欧姆左右，所以你可以在发射器的测试连接中安全地使用它们。
但是，请注意，市场上也有一些知名品牌的校校器，它们的mA阻抗太高了，对于这个应用来说，会导致这些问题。
结论
我写这篇文章是因为我遇到过一些这样的问题。我想会有更多的人喜欢这个信息。
好吧，至少下次有人问这个问题的时候，我现在更容易回答了。我会让他们在博客上阅读答案…
如果你觉得这些信息有用，请通过评论告诉我。
最后，在你离开之前…
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想要查看Beamex提供的校准器，请查看以下链接:
