4–20 mA 和 0–10 V 有什么区别？

4–20 mA 用电流表示距离。回路里电流处处相等，只要总负载在传感器允许范围内，线阻不会改变 PLC 读到的值，标准见 IEC 60381-1（过程控制模拟直流电流信号）↗。0–10 V 用电压表示距离，接线和读取都简单，但线路压降和感应到的干扰会直接叠加到读数上，标准见 IEC 60381-2（过程控制模拟直流电压信号）↗。

模拟量接近开关输出随距离变化的曲线：4–20 mA 信号在量程内从 4 mA 升至 20 mA，0–10 V 信号从 0 V 升至 10 V，低于 4 mA 表示故障
量程内的理想输出。4 mA“活零点”让 PLC 能区分真实零点和断线。

对比表

4–20 mA（电流）0–10 V（电压）
线长影响在负载范围内影响小压降和干扰叠加到读数
抗干扰较强较弱，需短线、屏蔽
断线检测能：活零点 4 mA，断线读 0 mA不能：0 V 可能是真实值也可能是故障
负载要求（SGI-AO）≤ 400 Ω≥ 2 kΩ
常见输入PLC 电流输入、调节器PLC 电压输入、变频器、面板表
适用长距离、干扰大、需要监测断线设备或电柜内的短距离

为什么工业现场多用 4–20 mA？

  • 活零点：量程起点是 4 mA 而不是 0，读数明显低于 4 mA 说明断线、端子松动或没电，而不是目标在量程一端。
  • 负载范围内线阻不影响读数：电流源把相同电流推过回路，线长 2 m 还是更长，PLC 读数都一样，前提是线阻加输入电阻不超过 SGI-AO 的 ≤ 400 Ω。
  • 抗干扰更强：电流输入的输入电阻低，对变频器、电机、焊机感应的电压不敏感。

缺点不大：电流输入模块略贵，要核算回路电阻，万用表不能直接当电压表读（需串联测电流或加采样电阻）。电流回路排查可参考 4-20mA 信号丢失排查。

什么时候选双输出（M）型号？

西格门双输出（M）型号同时输出 0–10 V 和 0–20 mA：0–10 V 负载 ≥ 2 kΩ，0–20 mA 负载 ≤ 400 Ω。一个料号兼容两种输入，适合同一设备配不同控制器，或现场表读电压、PLC 读电流的场合。注意双输出的电流是 0–20 mA，不是 4–20 mA，没有活零点；需要断线检测请选 4–20 mA（I）型号。

料号代码输出示例
I4–20 mASGI-AO12S-040I-Q4
V0–10 VSGI-AO12S-040V-Q4
M0–10 V + 0–20 mASGI-AO12S-040M-Q4

接线要点

  • 供电 18–30 VDC。模拟量型号的最低供电比很多开关量型号高，长线时要在传感器端测电压。
  • PLC 通道设置要与信号类型一致；4–20 mA 接到电压通道（或反过来），读数会固定或无意义。
  • 负载：电流 ≤ 400 Ω，电压 ≥ 2 kΩ。
  • 模拟量用屏蔽线，远离电机和变频器电缆，屏蔽层单端接地。
  • 按所购料号规格书的接线图接线；双输出型号多一根信号线。

PLC 换算与电流转电压

4–20 mA 型号，线性量程从 dmin 到 dmax：

距离 = dmin + (I − 4 mA) ÷ 16 mA × (dmax − dmin)

0–10 V 型号：距离 = dmin + U ÷ 10 V × (dmax − dmin)。线性度 < 5%，并非完全线性，所以要在实际目标上标定：记录行程两端（精度要求高时再加几个中间点）的信号值。重复精度 0.02 mm 意味着同一间隙读数一致，标定表可长期使用。

4–20 mA 转电压：在电压输入端并一个精密电阻，U = I × R。250 Ω 得到 1–5 V。500 Ω 可得 2–10 V，但超过了 SGI-AO ≤ 400 Ω 的负载上限，不要用；需要 0–10 V 就直接选 V 或 M 型号。

现场信号检查

读数含义检查
4–20 mA 型号读 0 mA断线、端子松动或无供电传感器端电压、端子、电缆
固定在量程一端目标超出量程或通道类型不对间隙、安装位置、通道设置
跳动或漂移干扰、屏蔽未接地、目标振动走线、屏蔽、机械稳定性
量程比预期小目标为有色金属在实际目标上标定；铝、铜量程短于钢

常见问题 FAQ

4-20mA 在负载范围内不受线阻影响、抗干扰更强，4 mA 活零点还能让 PLC 判断断线。
没有统一数值，取决于线阻、输入电阻和现场干扰。0-10V 尽量短线、屏蔽，长距离用 4-20mA。
在电压输入端并联精密电阻：250 Ω 得到 1-5 V。总负载不要超过 SGI-AO 电流输出的 400 Ω。
西格门 M 型号同时输出 0-10V 和 0-20mA，一个料号兼容两种输入。需要断线检测请选 4-20mA（I）型号。
钢、不锈钢、黄铜、铝等金属都可以。量程以钢为准，有色金属量程更短，需在实际目标上标定。
看规格书输出：开关量写 NPN / PNP、常开 / 常闭；模拟量写 4-20mA 或 0-10V。西格门料号中接头代码前的 I、V、M 表示模拟量。
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更新于 2026 年 9 月 28 日。参数以发布时西格门产品页为准，规格书与尺寸图可随询价提供。