NAMUR NE43标准的4-20mA信号
4-20mA 模拟量信号是业界广泛使用的标准，大多数变送器、PLC 和 DCS 都使用这种信号。
4 mA 和 20 mA 信号恰好对应于变送器测量范围的低量程值和高量程值。其输出电流在 4 至20 mA 之间变化，这意味着变送器可以正常工作，并且测量的过程值在测量范围内。
但是，如果过程值超出测量范围或变送器发生故障，输出信号应如何表现？
建议使用 Namur NE43，该规范提供了有关如何通过 4-20 mA 信号向控制系统指示传感器故障的指南 。因此，它定义了正常工作范围之外的两个信号区域：
- 信号饱和（ 超出测量范围 ）
- 硬件故障
信号饱和（超出测量范围）
当仪表经过校准并正常工作时，只要过程条件正常，其输出信号就应保持在 4 mA 至 20 mA 之间。但是有时会发生工艺条件偏离正常操作的情况。
（1）高信号饱和区域：
例如储罐的注满。
在这种情况下，符合 NAMUR 标准的变送器可以输出最大 20.5 mA 的电流。其输出信号超出了正常工作区间，但处于信号饱和区域内。（请参见上图中的右侧黄色区域）
（2）低信号饱和区域：
还有一个可能会使输出信号处于饱和区域，是因为模拟信号会随着时间漂移。
校准后的变送器，测量范围的低量程值通常对应于 4 mA，但是经过几年后，输出信号可能会漂移，从而使变送器仅能输出 3.9 mA。（请参见上图中的左侧黄色区域）
硬件故障
智能测量设备能够检测内部故障，例如传感器或转换器故障。
当发生这种情况时，符合 NAMUR 标准的变送器的微处理器会将输出信号设置为 3.6 mA 或 21.0 mA，具体取决于用户如何设置故障安全状态模式。
根据 NAMUR NE43 的建议，许多智能现场变送器都有故障安全状态模式，您可以在 “ 低电流报警 ” 模式或 “ 高电流报警 ” 模式之间进行选择。
“ 高电流报警 ” 模式表示在内部诊断检测到故障的情况下，输出电流将设置为 21.0 mA。
“ 低电流报警 ” 模式表示在内部诊断检测到故障的情况下，输出电流将设置为 3.6 mA。
在 “ 低电流报警 ” 模式的故障信号 3.6 mA 和低信号饱和区域的 3.8 mA 的之间只有 0.2 mA 的变化量，因为 2 线制变送器需保证在 ≤ 3.6 mA 的电流时能正常工作。一些制造商还具有功耗小于 3.6 mA 的测量设备。
因此，如果使用 2 线制变送器，建议将硬件故障信号设置为 21.0 mA，以避免在非常低的电流下操作设备时出现问题。对于4线制变送器，将硬件故障信号设置为 3.6 mA 并不是问题，因为它们不是回路供电的。
通过控制系统解释警报阈值
理想情况下，接收控制器应具有一个带有合适软件的输入模块，该模块可以在 0 至 22 mA 的电流范围内解释输入信号。
根据 NAMUR 的定义，3.6 至 3.8 mA 以及 20.5 至 21.0 mA 之间的信号不能出现 （请参见上图中的白色区域）。但是，如果由于某些原因确实发生了这种情况，则控制系统应将其解释为测量信号，而不是故障信号。
这样，电流信号范围 ≤ 3.6 mA 和 ≥ 21.0 mA 可以解释为变送器的硬件故障。
为避免误报，硬件故障信号应存在至少 4 秒钟和至少 2 个信号扫描周期，之后才会被解释为传感器故障。
如果超出了警报阈值，则控制系统可以采取以下措施之一来应对：
- 调整或停止生产，以避免生产损失或产品不合格
- 自动通知维护技术人员修理，或更换有故障的变送器
- 将有缺陷的控制回路切换到手动模式
- ……
供应商特定的故障安全信号
并非所有的仪表制造商都遵循 NAMUR NE43 的建议。他们自称 “ 符合 NAMUR 标准 ” 的变送器对硬件故障信号使用了偏差值。
即使这些变送器由同一制造商制造，硬件故障信号可能会因变送器类型而异。例如，对于罗斯蒙特来说，压力测量设备的 “ 高电流报警 ” 故障模式与温度测量设备的 “ 高电流报警 ” 故障模式不同，如下表所示。
不同制造商的警报阈值的部分示例：
| 制造商 | 低电流报警模式 | 高电流报警模式 |
| 罗斯蒙特3051S | ≤ 3.6 mA | ≥ 22.5 mA |
| 罗斯蒙特3144P | ≤ 3.6 mA | 21.5 mA ≤ I ≥ 23 mA |
| ABB | ≤ 3.7 mA | ≥ 22 mA |
| 横河 | ≤ 3.2 mA | ≥ 21.6 mA |
| 模数SADI | ≤ 3.6 mA | 21 mA ≤ I ≥ 21.5 mA |