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Esta escolha não é aleatória; é a melhor opção que os engenheiros resumiram ao longo de décadas.
Primeiro.
4mA é "zero ativo" - pode distinguir se "o equipamento está quebrado" ou "os dados são 0".
Se você usar 0mA para representar o valor mínimo (por exemplo, temperatura 0°C), então: um fio quebrado também é 0mA; na verdade, medir 0°C também é 0mA; não há como saber, o equipamento está quebrado ou os dados são realmente 0!
Portanto, 4mA = o sensor está "funcionando normalmente, com o valor sendo o mínimo". Menos de 3,6mA = anormal, fio quebrado, curto-circuito;
Mais de 20,5mA = possível sobrecarga ou além da faixa de medição.
Esta é a "capacidade de detecção de falhas", que os sinais de tensão (0-5V) não podem alcançar.
Segundo.
Anti-interferência para transmissão de corrente, funciona bem em longas distâncias.
Em locais industriais, como fábricas e edifícios, a fiação pode ter frequentemente várias centenas de metros de comprimento; os sinais de tensão (como 0-5V) são propensos a interferências ou queda de tensão; enquanto os sinais de corrente não diminuem com o aumento do comprimento da linha; desde que o circuito esteja fechado, a corrente permanece constante.
Portanto, 4-20mA é muito mais confiável do que os sinais de tensão.
Terceiro.
Um Fio para Medição + Fonte de Alimentação
Muitos sensores no local são alimentados pela corrente "4~20mA", e nenhum cabo de alimentação adicional é necessário; por exemplo, transmissores de pressão, transmissores de temperatura, etc., eles retiram energia diretamente do circuito e enviam dados usando ~20mA. Isso simplifica a fiação, o que é particularmente importante em cenários perigosos ou de longa distância.
E por último.
Baixo consumo de energia de corrente, adequado para cenários intrinsecamente seguros à prova de explosão.
O consumo total de energia de 4-20mA é muito baixo (máximo 24V × 20mA = 0,48W), tornando-o adequado para uso em cenários à prova de explosão, como plantas petroquímicas; os sistemas de tensão são propensos a gerar faíscas, o que aumenta o fator de risco.
O circuito de 4-20mA é o padrão de sinal analógico mais clássico em campos industriais. É resistente a interferências, economiza linhas de energia, permite a detecção de falhas e é seguro e estável.
O ponto de partida de 4mA garante que se o equipamento está funcionando corretamente pode ser identificado, e é a melhor escolha com base em décadas de experiência.
