壓力感測器已成為多個產業中監測液體與氣體壓力的必備設備。您可以在醫療設備、製造工廠以及水處理設施中找到它們。但當您查看壓力感測器的規格時，經常會看到「4-20 mA 輸出」這個術語。 身為初學者，這個術語對您來說可能顯得頗具技術性，因此您可能會問：在壓力感測器中，「4-20 mA 輸出」究竟代表什麼？實際上，這是壓力感測器所採用的標準電訊號。但這還不是全部。 在這份指南中，我將探討 4-20 mA 輸出的含義、這些感測器的工作原理，以及它們的優勢。那麼，讓我們開始吧。.
在壓力感測器中，4-20mA 輸出代表什麼意思？
4–20 mA 輸出是一種標準電訊號，壓力感測器會透過此訊號將壓力讀數傳輸至其他裝置。在此，4 mA 代表最低壓力值；同時，20 mA 則代表感測器量測範圍內的最高壓力值。.
請記住，壓力與電流之間有著密切的關聯。隨著壓力的變化，電流也會相應地增加或減少。 因此，這個 4-20mA 的電流輸出範圍，能讓感測器傳送精確的壓力讀數。這是怎麼做到的呢？假設有一個壓力感測器，其測量範圍為 0 至 100 PSI。當壓力為 0 PSI 時，感測器會輸出 4mA 的電流。.
現在，當壓力達到 100 PSI 時，它會輸出 20 mA 的電流。如果壓力處於中間值，例如 50 PSI，電流值也會介於 4 mA 至 20 mA 之間。 由此可見，「4 mA」這個數值代表感測器範圍內的最低壓力值，無論其量程為何。然而，「20 mA」則代表最高壓力值。因此，電流訊號能直接反映所測量的壓力值。.
正是這種簡潔性，使得這種輸出方式極為可靠。即使在感測器與控制系統相距甚遠的工業系統中，其可靠性依然得以維持。這是因為 4-20 mA 訊號能夠在長距離傳輸時，僅有極微小的精度損失。這意味著當壓力超過限值時，控制器將能接收到精確的訊號並做出反應。.
4–20 mA 壓力感測器是如何運作的？
4–20 mA 壓力感測器的運作原理非常簡單。 首先，4–20 mA 壓力感測器用於測量液體或氣體的壓力。這些壓力感測器內部設有感測元件，每當壓力發生變化時，該元件便會產生反應。當偵測到壓力變化時，感測器會將壓力值轉換為電流訊號。.
但有件事需要注意：這個壓力感測器並不會直接傳送壓力讀數，而是將 4 mA 至 20 mA 之間的電流傳送至另一台裝置（例如控制器）。此時，控制器便能透過電流輸出獲得最精確的壓力值。 原因在於，電流訊號在傳輸過程中受到電磁干擾而中斷的可能性要低得多。由於精度至關重要，因此是透過這些電流訊號來維持精度的。.
但這些讀數裝置無法理解這些數值。因此，控制器會將這些電流讀數轉換回可讀的壓力值。在這些感測器中，壓力讀數會轉換為 4-20 mA 的電訊號輸出範圍。若感測器偵測到系統內液體或氣體的壓力未發生變化，便會發出 4 mA 的訊號。 然而，若偵測到其量程內的最大壓力變化，則會傳送 20 mA 的訊號。.
為什麼 4–20mA 特別適合工業環境？
4-20mA 壓力感測器已成為幾乎所有產業中的熱門選擇。 其重要性可歸因於數個原因。首先，這些壓力感測器能非常精確地傳輸壓力資訊。事實上，在大型工業設施中，壓力感測器通常安裝在距離控制器很遠的地方。因此，壓力訊號在傳抵控制器之前，出現精度下降的可能性較高。.
然而，4-20mA 壓力感測器在長距離傳輸壓力數據時，能確保精度不失真，因此相當實用。其次，這些壓力感測器對電磁干擾的抗干擾能力極佳。在工業系統中，存在大型馬達、發電機及其他電氣設備。所有這些設備都會產生電磁雜訊。一般而言 工業壓力傳感器 經常受到這種電磁干擾的影響。.
但 4–20 mA 壓力感測器對電訊號干擾的敏感度遠低於其他類型，因此壓力資料的傳輸更為可靠。此外，4–20 mA 系統也更容易快速偵測出接線或感測器問題。 在這些感測器中，當系統運作正常時，訊號通常從 4 mA 開始。若電流突然降至 0 mA，則表示線路斷裂、電源中斷或感測器故障。因此，操作人員能迅速偵測到問題並加以解決，以避免設備停機。.
4–20 mA 壓力感測器的類型
現在您已經了解 4-20mA 壓力感測器的基礎知識及其運作原理了，對吧？接下來您必須知道，這些壓力感測器並非總是相同的。事實上，它們有各種尺寸和規格，以滿足不同的工業需求。那麼，讓我們深入探討一些最常見的 4-20mA 壓力感測器類型。.
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- 表壓感測器
- 絕對壓力感測器
- 差壓傳感器
- 密封式表壓感測器
- 真空壓力感測器
- 複合式壓力感測器
常見問題
為什麼訊號的起始值是 4mA 而不是 0mA？
4–20 mA 訊號的起始點設定為 4 mA 而非 0 mA，此設計旨在提升系統的可靠性與安全性。 4 mA 這個點被稱為「活零點」。這表示即使在最低測量水準下，系統仍能正常運作。因此，若訊號顯示為 4 mA，即表示一切正常，且感測器處於工作狀態。.
4–20mA 是否比電壓訊號更好？
在大多數工業應用中，是的，4–20 mA 確實比電壓訊號更為優越。主要原因在於，像 4–20 mA 這樣的電流訊號，即使在長距離傳輸下也能保持穩定。此外，這種訊號輸出具有抗干擾性，能確保壓力數值保持穩定。.
如果訊號降至 4mA 以下會發生什麼情況？
在正常運作的壓力感測器中，訊號應始終維持在 4 mA 至 20 mA 之間。若電流降至 4 mA 以下或降至 0 mA，通常表示系統出現問題。.
總結
在許多產業中，壓力感測器是測量與控制液體及氣體壓力的最可靠裝置。然而，它們的輸出類型各不相同。其中，4-20mA 壓力感測器因其精準度而備受信賴。這些壓力感測器會以電訊號形式傳輸訊號，輸出範圍介於 4-20mA 之間。 在這些感測器中，4 mA 的讀數對應於最低壓力，而 20 mA 的讀數則對應於最高壓力。此類訊號不會受到電磁干擾的影響，並能顯示精確的讀數。.