传感器为何多为4~20mA信号

传感器采用 4~20mA 电流信号作为标准输出，核心原因是抗干扰能力强、传输距离远、能区分故障与零值，是工业现场模拟量传输的最优选择之一。

具体优势可以分为以下几点：

1.抗干扰能力突出，适合工业恶劣环境

工业现场存在大量电机、变频器、高压线等强电磁干扰源。电压信号(如0~10V)在长距离传输时，容易受电磁感应产生压降和干扰噪声，导致信号失真。

而电流信号的特性是恒流输出，只要回路阻抗在允许范围内，电流值不会随传输线长度变化，电磁干扰对其影响极小，能稳定传输数百米甚至上千米。

2.轻松区分“零信号”与“故障信号”

这是4~20mA信号最核心的设计亮点：

- 4mA 对应传感器测量量程的零点(比如温度传感器的最低测量值、压力传感器的0MPa)。

- 20mA 对应量程的满点(比如温度传感器的最高测量值、压力传感器的满量程压力)。

- 如果传输回路出现断线、传感器供电故障，回路电流会变为 0mA，控制系统可以直接判定为设备故障，避免将“故障零值”误判为“正常零信号”，大幅提升工业控制的安全性。

3.功耗低，支持两线制接线，节省成本

4~20mA传感器普遍采用两线制设计：这两根线既给传感器提供工作电源，又传输电流信号，不需要额外的电源线或信号线。

相比四线制传感器，两线制大幅减少了布线数量和施工成本，尤其适合传感器分布分散的工业场景(如智慧工厂、水利监测、楼宇自控)。

4.兼容性强，是工业标准协议

4~20mA 是国际通用的工业模拟信号标准，几乎所有的PLC、DCS、数据采集模块都支持直接采集该信号，无需额外的转换模块，设备间的兼容性极高。

早期也有0~20mA的信号标准，但它的最大缺陷是无法区分零值和断线故障——0mA既可能是测量零点，也可能是线路断开，在工业安全要求较高的场景中存在明显短板，因此逐渐被4~20mA取代。