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在工控領(lǐng)域中，傳輸模擬量信號是很常見的一種應(yīng)用場景。常見的標(biāo)準(zhǔn)電信號有4-20mA/0-5V/0-10V等等，但在實(shí)際工業(yè)或者工控工程中，采用4-20mA的電流信號來傳輸模擬量是最廣泛的。為什么工控領(lǐng)域傳輸模擬量更多用4-20mA，而很少用到0-5V或0-10V呢？
一
首先，在工控應(yīng)用中，穩(wěn)定的信號傳輸是至關(guān)重要的。電流回路在傳輸信號時(shí)，電流大小不受電纜電阻變化的影響，也不受外部電磁干擾的影響，因此可以提供更加穩(wěn)定可靠的信號傳輸。相比之下，電壓信號的傳輸很容易受到電纜長度、電纜材料、環(huán)境溫度和電磁干擾等因素的影響，從而導(dǎo)致信號衰減和失真。特別是在長距離傳輸時(shí)，使用電流回路會更穩(wěn)定和可靠。所以，在普遍電磁干擾較強(qiáng)的工控現(xiàn)場，為了減少干擾使傳輸更精確，一般會采用4-20mA電流信號，而非0-5V/0-10V電壓信號。
二
其次，一般儀器儀表的信號電流都為4-20mA。最大電流20mA的選擇是基于安全、實(shí)用、功耗、成本的考慮，20mA的電流信號通斷引起的火花勢能不足以引燃可燃?xì)怏w的爆炸點(diǎn)，如果超過了20mA則會有爆炸的危險(xiǎn)最小電流4mA的選擇是因?yàn)殡娐啡绻麨?mA，則儀器儀表將無法工作，信號起點(diǎn)設(shè)置為4mA就是儀器儀表的靜態(tài)工作電流。同時(shí)，儀器儀表的電氣零點(diǎn)為4mA，不與機(jī)械零點(diǎn)重合，這種“活零點(diǎn)”有利于識別斷電和斷線等故障。相比之下，電壓信號的診斷可能更加復(fù)雜和困難，需要更多的測試設(shè)備和技術(shù)。
三
最后，在工控應(yīng)用中，線纜的成本和安裝成本也是一個(gè)重要的考慮因素。由于4-20mA信號在傳輸時(shí)所需的功率相對較小，因此可以采用更長的傳輸距離，且可以在同一電纜中傳輸多個(gè)信號。相比之下，使用電壓回路需要更高的電壓才能傳輸，所以需要更厚的線纜，而且每個(gè)信號需要獨(dú)立的線纜，這樣就增加了成本和復(fù)雜度。所以，使用電流回路可以更好地節(jié)省線纜成本和安裝成本。
總結(jié)
綜上所述，雖然4-20mA/0-5V/0-10V都可以作為模擬量信號傳輸，但在工控領(lǐng)域，使用4-20mA電流回路是更有利且更為普遍的。需要注意的是，盡管如此，使用電流回路也存在一些缺點(diǎn)，例如在傳輸信號時(shí)需要使用電流調(diào)理器，增加了成本和復(fù)雜度；而且需要注意信號的耗散問題，避免因?yàn)樾盘査p而導(dǎo)致的誤差。在實(shí)際工控應(yīng)用中，選擇合適的信號傳輸方式應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行評估和決策。如果需要傳輸較長的距離或在復(fù)雜的環(huán)境中工作，4-20mA電流回路可能更為適合；而在較短的距離或者僅需傳輸少量信號的情況下，電壓回路也是一種可行的選擇.
