4-20ma有源和无源的区别

在工业自动化领域，4-20mA信号传输是模拟量控制的“黄金标准”。有源(Active)和无源(Passive)4-20mA设备的根本区别在于：谁为整个电流回路提供驱动电源(工作电压)?

理解这个核心区别，对正确接线、避免设备损坏和信号异常至关重要。以下是详细对比：

核心概念图解 

1. 有源输出设备驱动无源输入设备 (最常见场景)： 

+24VDC (电源) ---> [有源设备 AO+] ---(信号线+)---> [无源设备 AI+] --- [无源设备 AI-] ---(信号线-)---> [有源设备 AO-] ---> 0V/GND 

* 有源设备 (AO)： 提供24VDC回路电源，并主动输出4-20mA电流。 

* 无源设备 (AI)： 消耗回路电源，其内部电路工作并将测量值转换为对电流的调制(对于变送器)或检测电流值(对于采集卡/PLC输入通道)。电流流入无源设备。 

2. 为无源变送器提供外部供电： 

+24VDC (外部电源+) ---> [无源变送器+] --- [无源变送器-] ---(信号线+)---> [有源AI通道+] --- [有源AI通道-] ---> 0V/GND (外部电源- & AI通道公共端) 

* 无源变送器： 需要外部24VDC电源供电才能工作。 

* 有源AI通道： 这里指PLC/DCS的模拟量输入通道，它通常设计成测量回路电流，本身不提供回路电源(需要外部电源驱动变送器)。变送器调制出的4-20mA电流流经AI通道的测量电阻。 

重要注意事项 

1. 两线制变送器 = 无源设备： 这是最常见的传感器类型。它只有两根线，这两根线同时承担供电(24VDC) 和信号传输(4-20mA) 的功能。它必须由外部(通常是PLC的AI卡、DCS卡件或独立的隔离配电器)提供回路电源。 

2. PLC/DCS I/O模块的角色： 

* AO模块(输出)： 通常是有源输出。它为连接的设备(如阀门定位器、变频器速度给定、无源显示表)提供回路电源并输出4-20mA信号。 

* AI模块(输入)： 通常是无源输入(需要外部供电驱动变送器)。它内部包含一个精密测量电阻(如250Ω)，用来测量流经它的电流(即变送器发出的信号)。部分高端AI模块内置隔离配电(iPWR)，这时它对变送器而言就相当于一个有源供电设备。 

3. 接线错误后果：

 * 将有源输出接到另一个有源输出：可能短路，烧坏设备! 

* 将无源输入(需要供电)接到另一个无源输入：回路没有电源，都不工作。 

* 将有源设备接到需要外部供电的无源设备(如两线制变送器)但未提供电源：变送器不工作。 

4. 万用表判断(谨慎操作)： 

* 在断电状态下测量设备输出端电阻：有源输出端电阻通常很低(接近0Ω，短路状态);无源输入端电阻通常较高(内部测量电阻，常为250Ω)。 

* 最可靠方法：查阅设备手册! 手册会明确标注设备类型(有源/无源)和接线方式。 

总结 

“有源”设备是电流回路的“发动机”(提供动力/电源)，“无源”设备是电流回路的“乘客”(消耗动力/电源，利用动力传递信息)。 正确匹配“发动机”和“乘客”是保证4-20mA系统稳定运行的关键。务必根据设备手册确认其类型并严格按图接线。