圖中用一條雙芯電纜把溫度變送器輸出的電壓信號(hào)傳送給遠(yuǎn)方的測(cè)控裝置。我們已經(jīng)知道導(dǎo)線(xiàn)始端的電壓是0~10V，如果導(dǎo)線(xiàn)很長(zhǎng)，導(dǎo)線(xiàn)本身存在電阻，它會(huì)產(chǎn)生壓降，那么導(dǎo)線(xiàn)的終端電壓還會(huì)保持0~10V嗎？其次，電纜中若存在干擾信號(hào)，電纜終端的電壓也會(huì)受到影響。

顯然，導(dǎo)線(xiàn)越長(zhǎng)，導(dǎo)線(xiàn)終端的電壓值偏差也就越大，測(cè)控裝置通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換得到的溫度值誤差也越大。這就是電壓信號(hào)在傳遞過(guò)程中的不足之處。

為了解決電壓信號(hào)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，人們提出了用電流信號(hào)來(lái)取代電壓信號(hào)的方法。

我們?cè)O(shè)想熱電阻溫度變送器的輸出為電流源電路。當(dāng)溫度為0度時(shí)，電流源輸出4毫安的電流；當(dāng)溫度為100度時(shí)，電流源輸出12毫安電流；當(dāng)溫度為200度時(shí)，電流源輸出20毫安電流。

由于電流源輸出的電流只與實(shí)際測(cè)量的溫度值有關(guān)，與傳輸導(dǎo)線(xiàn)的電阻無(wú)關(guān)，與負(fù)載阻抗（負(fù)載電阻）基本無(wú)關(guān)。如此一來(lái)，線(xiàn)路長(zhǎng)度造成的誤差就基本消除了。

圖中的晶體管是PNP類(lèi)型的，并且是共基極接法。當(dāng)它的基極電壓受傳感器被采集參數(shù)的影響固定后，我們減去0.6V就得到發(fā)射極E的電壓，顯然，E點(diǎn)的電壓也是固定的。我們用（Ec-Ue）/Re，就得到晶體管的發(fā)射極電流，或者T的集電極電流。此集電極電流就是電流信號(hào)的具體值。

我們看到，T的集電極電流與后續(xù)的導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)路電阻Rx無(wú)關(guān)，與負(fù)載輸入電阻Rfz亦無(wú)關(guān)，由此確保了信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

以上就是電流信號(hào)更優(yōu)于電壓信號(hào)的根本原因。

我們看ABB的某款PLC的輸入輸出信息：

我們看到其中既有0~10V的電壓信號(hào)，也有4~20mA的電流信號(hào)。

不管是電壓信號(hào)還是電流信號(hào)，它們?cè)诠た財(cái)?shù)據(jù)傳輸中都被叫做模擬量數(shù)據(jù)。模擬量數(shù)據(jù)在工控中運(yùn)用極廣，可以說(shuō)是無(wú)所不在。例如溫度、流量、壓力、液位、位置等模擬量，它們的信號(hào)類(lèi)型不是標(biāo)準(zhǔn)0~10V電壓信號(hào)就是標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流信號(hào)。

有意思的是，自從現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)出現(xiàn)后，人們都認(rèn)為模擬量數(shù)據(jù)傳輸會(huì)被現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)給淘汰掉。但幾十年過(guò)去了，模擬量特別是電流量信號(hào)傳輸不但沒(méi)有被淘汰，反而更加發(fā)展起來(lái)了。模擬量數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性遠(yuǎn)高于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)?？梢?jiàn)，模擬量信號(hào)的傳輸和控制還是很有發(fā)展前景的。