电流信号和电压信号相比有什么优点

Question

如题所述

Answer 1

电流信号、电压信号都是电信号，而且是模拟量信号。电信号的传输优点是容易产生、便于控制、易于处理。

什么是信号
所谓的信号是“消息”的一种物理体现，而“消息”而是信号的具体内容，信号从物理属性来看，又有电信号和非电信号，它们之间是可以相互转化的。例如温度、压力、流量、液位就是物理体现，它们是非电信号。因此，非电信号与电信号之间的转化，它们之间转化的“桥梁”是传感器。由此可知，传感器是将某些物理体现以电信号来表达具体内容的基础，也是将大千世界的物理体现转化为电信号的“中转站”。现在人们常说的物联网，实现人与物对话、物与物对话，其中谁拥有了传感器方面的核心技术，就拥有绝对的话语权，就走在物联网发展的前端。
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传感器用什么方式将物理体现以电信号表达？
例如利用法拉第电磁感应原理，就能将流量变化转化为感应电势的变化。利用压阻效应能将压力变化转化为电阻信号，利用电容器的极板间距离变化，能将压差变化转化为电势变化。利用压电效应和逆压电效应能将超声能变化转化为电能。利用哥里奥利效应实现对流体介质的密度，质量流量的测量。在温度方面可以利用热电效应将温度变化转化为毫伏变化，利用导体材料的电阻随温度变化而改变的性质将温度变化转化为电阻信号。

因此，传感器能将大千世界的物理量转化为电信号，有的利用了某些效应、某些原理、某些电器元件自有特征等。由上述可知，电压信号、电流信号既不是电压源，也不是电流源，只是将“消息”通过传感器转化而来的，因此实现了非电信号与电信号之间的转化。既然能将非电信号转化为电信号这个瓶颈跨过，后面电信号的处理在已有的电子技术基础上就变得容易多了。也恰好验证了万事开头难的这句世人都明白的道理。

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电压信号的应用没有电流信号的应用优势那么明显？
电压信号抗干扰能力弱，远距离传输容易衰减，而电流信号恰好相反。因此，不管是采用统一信号制的DDZ-Il（0-10mA)型电动组合仪表，还是参考日本等国仪表研制的DDZ-Ill(4-20mA）型电动组合仪表，都是以电流信号为准，这也是由于电流信号便于远距离的优点而被得到广泛应用的原因之一。
那后来的仪表怎么都用4-20mA呢？与0-10mA电流信号相比，将真信号改成活零信号，而且上下限比值是5：1。

优越之处：一是采用活零信号不仅为两线制仪表创造工作条件，还避开了晶体管特性曲线的起始非线性。二是采用活零信号，一旦仪表出现断电、线路短路或断路，能够及时发现问题所在，对生产安全极为有利。三是采用活零信号后，最好上下限比值为5：1，便于与气动模拟信号上下限有同样的比值，那么电流信号与气压信号就有了一一对应关系，便于相互换算。在仪表行业规定的电流信号是4-20mA，辅助联络信号1-5V，气动信号是20kPa~100kPa，同样具有一样的上下限比值，极大的方便了它们之间的换算。
因此，什么是电压信号，电流信号？其实就是以电压和电流方式传递的信号，这里的电压和电流不是电压源也不是电流源，而是物理体现的具体内容。

Answer 2

当然是电流信号传输抗干扰和稳定性好了,一般工业中
干扰能量一般比较小
而且多是电场干扰
电压较高但能量较小
这种干扰产生不了多大的电流却能产生很高的干扰电压,所以对电压传输信号的线来说干扰比较厉害,因为电压传输信号,接受端必须呈现高阻抗
这样导线才不会产生压降,电流传输则相反
输入阻抗越高
越容易受到干扰.变送器的传统输出直流电信号有0-5V、0-10V、1-5V、0-20mA、4-20mA等，目前最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。
电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器。4-20mA电流本身就可以为变送器供电.
变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。显示仪表只需要串在电路中即可。这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。工业电流环标准下限为4mA，因此只要在量程范围内，变送器至少有4mA供电。这使得两线制传感器的设计成为可能。