工控领域传输模拟量偏爱于用4-20mA，0-5V/0-10V不可靠嘛？

（详细见：iotrouter.com/news/902.html）

在工控领域中，传输模拟量信号是很常见的一种应用场景。常见的标准电信号有4-20mA/0-5V/0-10V等等，但在实际工业或者工控工程中，采用4-20mA的电流信号来传输模拟量是最广泛的。为什么工控领域传输模拟量更多用4-20mA，而很少用到0-5V或0-10V呢？

4-20mA电流环的优势

抗干扰能力强
4-20mA电流环在长距离传输中表现出色，因为电流信号在传输过程中不容易受到电磁干扰。相比之下，电压信号如0-5V或0-10V在传输过程中更容易受到电磁噪声、信号衰减等因素的影响，导致信号失真或误差增大。

线性传输与故障检测
4-20mA电流环的输出范围从4mA到20mA，这种设计不仅保证了传感器的线性输出，还能通过电流的下限（4mA）来检测断线故障。即使在信号失常的情况下，系统也能快速识别并采取相应的措施。而对于0-5V或0-10V的电压信号来说，断线时输出可能为0V，与正常信号低值难以区分，增加了故障检测的难度。

传输距离长
电流环能够在长距离传输中保持信号的稳定性，电流的大小不随线缆长度或阻抗变化而显著波动。这在大规模工业现场或复杂的布线环境中尤为重要。相比之下，电压信号在长距离传输时，线缆的电阻和电容效应会导致电压降，使信号衰减，影响测量精度。

供电与信号合二为一
4-20mA电流环系统往往结合了供电与信号传输功能，即使用两根线缆既传输信号又供电，这种设计简化了布线，降低了系统的复杂性和成本。而0-5V或0-10V系统通常需要额外的供电线，增加了布线和维护的难度。

0-5V/0-10V电压信号的局限性

抗干扰能力弱
电压信号更容易受到周围环境的电磁干扰，特别是在工业环境中，干扰源丰富，电压信号的稳定性和可靠性不如电流环。即使是较短距离的传输，强烈的电磁噪声也可能导致电压信号失真。

传输距离有限
在长距离传输时，电压信号容易因为线缆电阻的影响而出现电压降，导致信号衰减，影响测量精度。这使得0-5V或0-10V电压信号更适合于短距离、低干扰的环境中使用。

故障检测困难
对于电压信号，0V通常既可以表示信号的最低点，也可能表示断线或其他故障。这种情况下，系统难以区分正常信号和故障状态，可能导致误判或安全隐患。

总结

4-20mA电流环在工控领域受到偏爱并非偶然，其强大的抗干扰能力、长距离传输稳定性、故障检测便利性以及简化布线等优势，使其在工业环境中表现得更加可靠。而0-5V/0-10V电压信号虽然在一些应用中也有其优势，如成本低、易于集成，但在需要高可靠性、长距离传输的工业应用中，电流环显然更具竞争力。

因此，在严苛的工业环境中，4-20mA的电流环仍然是传输模拟量的首选，而0-5V/0-10V电压信号更多地被用于环境干扰较小、传输距离较短的场景。

审核编辑 黄宇