4-20mA / 0-10V 模拟量换算工具

用法:选信号标准、填工程量量程和模块码值范围,然后在「工程量 / 信号 / 原始码值」任一格输入, 另外两格自动换算,并给出量程百分比、分辨率和断线/超量程诊断。全程浏览器本地计算。

1 标定配置

2 三向换算(任填一格,自动求其余)

在上方任一格输入数值即出结果

线性标定公式

信号与工程量、码值与信号之间都是线性关系。设工程量量程 EUL~EUH, 信号范围 SL~SH,码值范围 rawL~rawH

工程量 = EU_L + (信号 - S_L) / (S_H - S_L) × (EU_H - EU_L)
信号   = S_L + (raw - raw_L) / (raw_H - raw_L) × (S_H - S_L)
分辨率 = (EU_H - EU_L) / (raw_H - raw_L)   // 每个码值代表多少工程量

常见码值对照(4-20mA)

模块精度满程范围4mA 下限码值20mA 上限码值
12 位0~40958194095
13 位0~819116388191
16 位0~655351310765535
西门子 S70~27648553027648

常见问题

4-20mA、0-20mA、0-10V 有什么区别,为什么工业上 4-20mA 最常用?

4-20mA 用 4mA 代表量程下限、20mA 代表上限,下限不为零,因此线路断开、传感器掉电时电流掉到 0,能和真正的零点区分开,天然支持断线诊断;且电流信号抗干扰、适合远距离传输。0-20mA 下限为 0,无法区分“零点”和“断线”;0-10V 是电压信号,布线距离长了会有压降,适合柜内短距离。多数工业现场优先选 4-20mA。

PLC 读到的原始码值,怎么换算成实际工程量?

本质是线性映射 y = kx+b。以 4-20mA、量程 EU_L~EU_H 为例:工程量 = EU_L +(信号-4)/(20-4)×(EU_H-EU_L);信号再由码值线性得到:信号 = 信号下限 +(raw-rawL)/(rawH-rawL)×(信号上限-信号下限)。本工具把这两步合并,填工程量、电流或码值任意一个,另外两个自动算出。

12 位、16 位、西门子 27648 这些码值怎么对应?

满程码值取决于模块分辨率:12 位是 0~4095,16 位是 0~65535;西门子 S7 模拟量额定值用 0~27648。对 4-20mA,下限 4mA 对应满程的 4/20:12 位约为 819、16 位约为 13107、西门子为 5530,上限分别对应 4095、65535、27648。在上方选择满程预设后会自动填好,也可按模块手册手动改。

怎么用 4-20mA 判断传感器断线或超量程?

按 NAMUR NE43 推荐:电流 <3.6mA 判定断线/故障,3.6~4mA 为低于下限,4~20mA 正常,20~21.5mA 为高于上限,>21.5mA 为传感器上溢/故障。本工具在你输入信号或码值后会实时给出当前区间状态,方便把诊断逻辑写进上位机报警。

量程不是从 0 开始(比如 -0.1~1.6MPa、-50~150℃)怎么算?

线性公式对任意上下限都成立,直接把工程量下限、上限填成真实值即可(下限可以为负)。例如 -0.1~1.6MPa、12mA 中点对应 0.75MPa,工具会正确处理带负下限的标定,不需要先平移到 0。

配套的数据采集 / 边缘软件

延伸教程

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