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常用儀表為什么要采用4-20ma電流來(lái)傳輸信號(hào)

更新時(shí)間:2026-01-10點(diǎn)擊次數(shù):193
工業(yè)常用儀表采用 4-20mA 直流電流信號(hào)傳輸數(shù)據(jù),核心原因是其在抗干擾、遠(yuǎn)距離傳輸、故障診斷等方面的性能遠(yuǎn)超電壓信號(hào),適配工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜工況。
具體優(yōu)勢(shì)可以分為以下幾點(diǎn):
  1. 抗干擾能力強(qiáng),適配工業(yè)惡劣環(huán)境
    工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在大量電機(jī)、變頻器、高壓設(shè)備,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾。
    電壓信號(hào)(如 0-10V)在傳輸時(shí),干擾信號(hào)容易疊加在導(dǎo)線上導(dǎo)致信號(hào)失真;而電流信號(hào)的大小僅由信號(hào)源決定,只要回路電阻在允許范圍,外部電磁干擾幾乎不會(huì)影響電流數(shù)值,能保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
  2. 適合遠(yuǎn)距離傳輸,無(wú)明顯信號(hào)衰減
    電壓信號(hào)傳輸時(shí),導(dǎo)線本身的電阻會(huì)產(chǎn)生壓降,傳輸距離越長(zhǎng),壓降越大,信號(hào)誤差就會(huì)越明顯。
    4-20mA 電流信號(hào)則不受導(dǎo)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(dá)到數(shù)百米,信號(hào)值也不會(huì)發(fā)生變化,滿足大型工廠跨區(qū)域的信號(hào)傳輸需求。
  3. 自帶故障診斷功能,便于維護(hù)
    4mA 對(duì)應(yīng)測(cè)量量程的零點(diǎn),20mA 對(duì)應(yīng)滿量程,這種 “活零點(diǎn)" 設(shè)計(jì)是關(guān)鍵優(yōu)勢(shì):
    • 當(dāng)信號(hào)低于 4mA(如 0mA)時(shí),可直接判斷為線路斷路、儀表故障或供電異常;

    • 當(dāng)信號(hào)高于 20mA 時(shí),可判斷為儀表過(guò)載或測(cè)量值超出量程

      而 0-10V 電壓信號(hào)的零點(diǎn)是 0V,無(wú)法區(qū)分 “正常零位" 和 “線路故障",不利于設(shè)備的快速檢修。

  4. 信號(hào)與負(fù)載匹配性好,通用性強(qiáng)
    只要接收設(shè)備的輸入電阻在信號(hào)源的驅(qū)動(dòng)能力范圍內(nèi),4-20mA 電流信號(hào)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(wú)需額外調(diào)整信號(hào)源參數(shù)。
  5. 符合本質(zhì)安全要求,適用于防爆場(chǎng)合
    4-20mA 電流回路的功耗較低,回路中的能量可以被嚴(yán)格限制,在易燃易爆的危險(xiǎn)工況(如石油、化工行業(yè))中,不會(huì)產(chǎn)生足以引燃爆炸性氣體的火花,容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全防爆設(shè)計(jì)。


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