4—20ma是开关量还是模拟量

4—20mA 信号是工业自动化领域最常用的模拟量信号。

以下是关键解释和原因：

1. 模拟量本质：

* 模拟量信号的特征是连续变化，可以表示一定范围内的任意值。

* 4—20mA 信号可以在 4mA 到 20mA 这个范围内取任意一个电流值(例如 5.67mA, 12.34mA, 19.01mA)。这个电流值的大小连续地、线性地对应着被测量物理量(如压力、温度、液位、流量等)的实际大小。

2. 开关量(数字量)对比：

* 开关量信号只有两个离散的状态，通常表示“开/关”、“是/否”、“通/断”、“高电平/低电平”(如 0V/24V, 0V/5V, 0mA/20mA)。

* 开关量无法表示中间状态或连续变化的数值。例如，一个表示“水位高报警”的开关量信号，只会在水位达到某个设定点时从“关”(0mA)跳变到“开”(20mA)，或者反之。它不能告诉你水位具体是多高，只能告诉你是否超过了阈值。

3. 4—20mA 的核心特点与应用：

* 表示过程变量：它被设计用来精确、连续地传输来自传感器(变送器)的过程变量测量值。例如：

* 一个量程为 0-100kPa 的压力变送器，当压力为 0kPa 时输出 4mA，压力为 50kPa 时输出 12mA，压力为 100kPa 时输出 20mA。

* 一个量程为 0-10m 的水位计，水位为 0m 时输出 4mA，水位为 5m 时输出 12mA，水位为 10m 时输出 20mA。

* 抗干扰能力强：电流信号相对于电压信号(如 0-10V)在长距离传输时抗电磁干扰能力更强，导线电阻带来的压降不会影响接收端测量到的电流值(理想情况下)。

* “活零”概念：4mA 作为量程下限(“零”点)，而非 0mA。这有两个关键优势：

* 断线/故障检测：如果接收端检测到电流低于某个非常低的阈值(如 3.8mA)，就可以判断是线路断了、电源故障或传感器故障(因为正常工作最低是 4mA)。0mA 可能是信号为零，也可能是断线，无法区分。

* 驱动能力：4mA 可以为两线制变送器提供基本的工作电源(尤其在老式系统中)。

总结：

* 开关量 (Digital / Discrete)：两种离散状态，表示“有/无”、“通/断”。如：按钮、限位开关、继电器状态、报警触点。

* 模拟量 (Analog)：连续变化的信号，表示物理量的实际大小。4—20mA 是模拟量信号的标准形式之一，用于精确传输传感器测量的连续过程变量值(如压力、温度、液位、流量等)。

因此，在您之前提到的水库或河道水位监测系统中，水位传感器(如雷达水位计、压力式水位计)输出的信号，如果是 4—20mA，那么它传输的就是一个连续的、与水位高度成比例的模拟量信号，控制系统或数据采集设备通过读取这个电流值，就能知道实时的、精确的水位高度。