工業常用儀表采用 4-20mA 直流電流信號傳輸數據,核心原因是其在抗干擾、遠距離傳輸、故障診斷等方面的性能遠超電壓信號,適配工業現場的復雜工況。
具體優勢可以分為以下幾點:
抗干擾能力強,適配工業惡劣環境工業現場存在大量電機、變頻器、高壓設備,會產生強烈的電磁干擾。
電壓信號(如 0-10V)在傳輸時,干擾信號容易疊加在導線上導致信號失真;而電流信號的大小僅由信號源決定,只要回路電阻在允許范圍,外部電磁干擾幾乎不會影響電流數值,能保證信號傳輸的準確性。
適合遠距離傳輸,無明顯信號衰減電壓信號傳輸時,導線本身的電阻會產生壓降,傳輸距離越長,壓降越大,信號誤差就會越明顯。
4-20mA 電流信號則不受導線電阻影響,只要接收端能承受回路的總電阻,即使傳輸距離達到數百米,信號值也不會發生變化,滿足大型工廠跨區域的信號傳輸需求。
自帶故障診斷功能,便于維護4mA 對應測量量程的
零點,20mA 對應
滿量程,這種 “活零點" 設計是關鍵優勢:
當信號低于 4mA(如 0mA)時,可直接判斷為線路斷路、儀表故障或供電異常;
當信號高于 20mA 時,可判斷為儀表過載或測量值超出量程。
而 0-10V 電壓信號的零點是 0V,無法區分 “正常零位" 和 “線路故障",不利于設備的快速檢修。
信號與負載匹配性好,通用性強只要接收設備的輸入電阻在信號源的驅動能力范圍內,4-20mA 電流信號可以適配各種類型的接收裝置,比如 PLC、DCS 模擬量輸入模塊、記錄儀等,無需額外調整信號源參數。
符合本質安全要求,適用于防爆場合4-20mA 電流回路的功耗較低,回路中的能量可以被嚴格限制,在易燃易爆的危險工況(如石油、化工行業)中,不會產生足以引燃爆炸性氣體的火花,容易實現本質安全防爆設計。