圖中用一條雙芯電纜把溫度變送器輸出的電壓信號傳送給遠方的測控裝置。我們已經(jīng)知道導線(xiàn)始端的電壓是0~10V，如果導線(xiàn)很長(cháng)，導線(xiàn)本身存在電阻，它會(huì )產(chǎn)生壓降，那么導線(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，電纜終端的電壓也會(huì )受到影響。

顯然，導線(xiàn)越長(cháng)，導線(xiàn)終端的電壓值偏差也就越大，測控裝置通過(guò)模數轉換得到的溫度值誤差也越大。這就是電壓信號在傳遞過(guò)程中的不足之處。

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

我們設想熱電阻溫度變送器的輸出為電流源電路。當溫度為0度時(shí)，電流源輸出4毫安的電流；當溫度為100度時(shí)，電流源輸出12毫安電流；當溫度為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)際測量的溫度值有關(guān)，與傳輸導線(xiàn)的電阻無(wú)關(guān)，與負載阻抗（負載電阻）基本無(wú)關(guān)。如此一來(lái)，線(xiàn)路長(cháng)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。當它的基極電壓受傳感器被采集參數的影響固定后，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的具體值。

我們看到，T的集電極電流與后續的導線(xiàn)線(xiàn)路電阻Rx無(wú)關(guān)，與負載輸入電阻Rfz亦無(wú)關(guān)，由此確保了信號的穩定性和準確性。

以上就是電流信號更優(yōu)于電壓信號的根本原因。

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，也有4~20mA的電流信號。

不管是電壓信號還是電流信號，它們在工控數據傳輸中都被叫做模擬量數據。模擬量數據在工控中運用極廣，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，它們的信號類(lèi)型不是標準0~10V電壓信號就是標準4~20mA電流信號。

有意思的是，自從現場(chǎng)總線(xiàn)出現后，人們都認為模擬量數據傳輸會(huì )被現場(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。模擬量數據傳輸的穩定性和可靠性遠高于現場(chǎng)總線(xiàn)?？梢?jiàn)，模擬量信號的傳輸和控制還是很有發(fā)展前景的。