为什么工业现场的模拟量信号多使用4-20mA的电流信号？

工业现场有很多信号需要采集后传输到PLC进行处理，这些信号可分为数字量信号（开关信号）和模拟量信号（连续变化）。数字量信号只有0和1的变化，比如：按钮、电机启动等信号；而模拟量信号是一个连续变化的信号，比如：温度，压力，速度等信号。现场传感器采集到的模拟量信号经过电缆输入到PLC的模拟量信号处理模块，然后传送给CPU进行处理。

模拟量信号的传输可以采用电压信号，常见的有0-10V，-5V-+5V等；模拟量也可以采用电流信号进行传输，最常见的是4-20mA的电流信号；与电压信号相比，4-20mA的电流信号使用的更广泛。那么电流信号有什么优势呢？为什么不使用0-20mA而要使用4-20mA呢？

首先采用电流信号的原因是电流源的内阻趋于无穷大，这样导线的电阻可以忽略不计，所以使用电流信号可以传输几百米的距离而不影响精度；工业现场的电磁干扰产生的电压可能达到数伏，但功率很小，因此干扰电流基本都是纳安级别，和4-20mA相比，产生的误差很小。由于电流源的大内阻和恒流输出，在接收端我们可以使用一个很小的接地电阻，就可以获得0-5V的电压；由于接收电阻的阻值很低（典型值为250欧姆），纳安级电流产生的干扰电压很小，从而能保证数据的准确性。