4—20ma是開關(guān)量還是模擬量

4—20mA 信號(hào)是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域最常用的模擬量信號(hào)。

以下是關(guān)鍵解釋和原因：

1. 模擬量本質(zhì)：

* 模擬量信號(hào)的特征是連續(xù)變化，可以表示一定范圍內(nèi)的任意值。

* 4—20mA 信號(hào)可以在 4mA 到 20mA 這個(gè)范圍內(nèi)取任意一個(gè)電流值(例如 5.67mA, 12.34mA, 19.01mA)。這個(gè)電流值的大小連續(xù)地、線性地對(duì)應(yīng)著被測量物理量(如壓力、溫度、液位、流量等)的實(shí)際大小。

2. 開關(guān)量(數(shù)字量)對(duì)比：

* 開關(guān)量信號(hào)只有兩個(gè)離散的狀態(tài)，通常表示“開/關(guān)”、“是/否”、“通/斷”、“高電平/低電平”(如 0V/24V, 0V/5V, 0mA/20mA)。

* 開關(guān)量無法表示中間狀態(tài)或連續(xù)變化的數(shù)值。例如，一個(gè)表示“水位高報(bào)警”的開關(guān)量信號(hào)，只會(huì)在水位達(dá)到某個(gè)設(shè)定點(diǎn)時(shí)從“關(guān)”(0mA)跳變到“開”(20mA)，或者反之。它不能告訴你水位具體是多高，只能告訴你是否超過了閾值。

3. 4—20mA 的核心特點(diǎn)與應(yīng)用：

* 表示過程變量：它被設(shè)計(jì)用來精確、連續(xù)地傳輸來自傳感器(變送器)的過程變量測量值。例如：

* 一個(gè)量程為 0-100kPa 的壓力變送器，當(dāng)壓力為 0kPa 時(shí)輸出 4mA，壓力為 50kPa 時(shí)輸出 12mA，壓力為 100kPa 時(shí)輸出 20mA。

* 一個(gè)量程為 0-10m 的水位計(jì)，水位為 0m 時(shí)輸出 4mA，水位為 5m 時(shí)輸出 12mA，水位為 10m 時(shí)輸出 20mA。

* 抗干擾能力強(qiáng)：電流信號(hào)相對(duì)于電壓信號(hào)(如 0-10V)在長距離傳輸時(shí)抗電磁干擾能力更強(qiáng)，導(dǎo)線電阻帶來的壓降不會(huì)影響接收端測量到的電流值(理想情況下)。

* “活零”概念：4mA 作為量程下限(“零”點(diǎn))，而非 0mA。這有兩個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：

* 斷線/故障檢測：如果接收端檢測到電流低于某個(gè)非常低的閾值(如 3.8mA)，就可以判斷是線路斷了、電源故障或傳感器故障(因?yàn)檎９ぷ髯畹褪? 4mA)。0mA 可能是信號(hào)為零，也可能是斷線，無法區(qū)分。

* 驅(qū)動(dòng)能力：4mA 可以為兩線制變送器提供基本的工作電源(尤其在老式系統(tǒng)中)。

總結(jié)：

* 開關(guān)量 (Digital / Discrete)：兩種離散狀態(tài)，表示“有/無”、“通/斷”。如：按鈕、限位開關(guān)、繼電器狀態(tài)、報(bào)警觸點(diǎn)。

* 模擬量 (Analog)：連續(xù)變化的信號(hào)，表示物理量的實(shí)際大小。4—20mA 是模擬量信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)形式之一，用于精確傳輸傳感器測量的連續(xù)過程變量值(如壓力、溫度、液位、流量等)。

因此，在您之前提到的水庫或河道水位監(jiān)測系統(tǒng)中，水位傳感器(如雷達(dá)水位計(jì)、壓力式水位計(jì))輸出的信號(hào)，如果是 4—20mA，那么它傳輸?shù)木褪且粋€(gè)連續(xù)的、與水位高度成比例的模擬量信號(hào)，控制系統(tǒng)或數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過讀取這個(gè)電流值，就能知道實(shí)時(shí)的、精確的水位高度。