工業(yè)常用儀表采用 4-20mA 直流電流信號傳輸數(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,適配工業(yè)現(xiàn)場的復(fù)雜工況。
具體優(yōu)勢可以分為以下幾點:
抗干擾能力強,適配工業(yè)惡劣環(huán)境工業(yè)現(xiàn)場存在大量電機、變頻器、高壓設(shè)備,會產(chǎn)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(dǎo)線上導(dǎo)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(shù)值,能保證信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
適合遠(yuǎn)距離傳輸,無明顯信號衰減電壓信號傳輸時,導(dǎo)線本身的電阻會產(chǎn)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(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,信號值也不會發(fā)生變化,滿足大型工廠跨區(qū)域的信號傳輸需求。
自帶故障診斷功能,便于維護4mA 對應(yīng)測量量程的
零點,20mA 對應(yīng)
滿量程,這種 “活零點" 設(shè)計是關(guān)鍵優(yōu)勢:
當(dāng)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(dāng)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(qū)分 “正常零位" 和 “線路故障",不利于設(shè)備的快速檢修。
信號與負(fù)載匹配性好,通用性強只要接收設(shè)備的輸入電阻在信號源的驅(qū)動能力范圍內(nèi),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(diào)整信號源參數(shù)。
符合本質(zhì)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(yán)格限制,在易燃易爆的危險工況(如石油、化工行業(yè))中,不會產(chǎn)生足以引燃爆炸性氣體的火花,容易實現(xiàn)本質(zhì)安全防爆設(shè)計。