为什么自动化信号传输用 4mA 到 20mA?不是 0 到 20mA?或者 0 到 10V?

“为什么工业自动化里信号传输用的是 4mA 到 20mA？为啥不是 0 到 20mA？或者 0 到 10V？”

这不是随便选的，而是工程师几十年来踩坑总结下来的“黄金区间”，下面我用小白能懂的方式解释：

为什么用 4 mA 到 20 mA？

1. 4mA 是“活零”——能分辨“设备坏了”还是“数据是0”

• o 如果你用 0mA 代表最小值（比如温度 0°C），那么：
• o 断线了也是 0mA；
• o 真的测到 0°C 也是 0mA；
• o 你根本分不清，是设备坏了，还是数据就是 0！
• o 所以：
• o 4mA = 传感器“正常工作，值是最小”
• o 小于3.6mA = 异常、断线、短路
• o 大于20.5mA = 可能过载或超量程

这就是“故障检测能力”，而传统电压信号（0~5V）是做不到的。

2. 电流传输抗干扰，长距离也不怕

• o 在工厂、楼宇这种工业现场，布线常常几百米；
• o 电压信号（比如 0~5V）容易被干扰或压降；
• o 而电流信号不会因为线长变小，只要回路闭合，电流恒定。

所以，4-20mA 比电压信号可靠得多，是工业控制的首选。

3. 还能“顺带供电”——一根线搞定测量 + 供电

• o 很多现场传感器就靠“4~20mA”电流供电，不需要额外电源线；
• o 比如压力变送器、温度变送器等，直接从回路取电，用 4~20mA 发送数据。

简化布线，尤其在危险或远距离场景里很重要。

4. 电流功耗低，适合本安防爆场景

• o 4~20mA 总功耗很小（最大 24V × 20mA = 0.48W），适合在石化厂等防爆场景使用；
• o 电压系统容易产生火花，危险系数更高。

总结：为什么是 4–20mA 而不是别的？

区间含义工程价值0–4mA故障、断线等 具备自检测能力4–20mA有效数据范围 精准、安全>20mA超载报警等 可设限保护

♂ “一句话解释”：

“4–20mA 回路是工业现场最经典的模拟信号标准，抗干扰、供电省线、故障可测、安全稳定，而 4mA 起点保证了设备是否正常能被识别，是几十年踩坑后的工程最佳实践。”