物联网设备电测传感入门（3）：4-20mA 与 RS485/Modbus

物联网设备电测传感入门（3）：4-20mA 与 RS485/Modbus

一、常见的电测传感有哪些，用在什么场景

类型	是什么 / 标称	典型场景
4-20mA 电流环	两线制，4mA=零值、20mA=满量程，"活零点"可检断线	压力/液位/温度变送器、地灾雨量计/水位计
RS485 / Modbus RTU	差分总线，主从轮询，9600/19200bps，手拉手串联	工业仪表、地灾多参数站、EG828 工业网关
电压输出（0-5V / 0-10V）	简单模拟量，怕线损和干扰	小范围、短距离传感器
频率 / 脉冲输出	物理量转成频率或脉冲	流量计、转速、累加计数
数字量（DI / 开关量）	干接点 / 湿接点	设备状态、报警触点
桥式电阻应变片	mV 级毫伏信号，需惠斯通电桥	地磅秤体重量（本质是电测）

二、重点：怎么接、怎么读

4-20mA 电流环怎么接：

• 两线制：电源和信号共线——24V 回路供电，电流就是信号，负载电阻（通常 250Ω）把 4-20mA 转成 1-5V 供采集。最省线。
• 三线 / 四线制：电源与信号分开，精度更高。
• 活零点：4mA 代表"零"(不是 0mA)；0mA = 断线/故障，这是电流环比电压输出强的地方——能区分"测到零"和"线断了"。

RS485 / Modbus 怎么接怎么读：

• 接线：A / B 两根差分线，必须手拉手串联，不能星型分叉；末端设备加 120Ω 终端电阻；屏蔽层单端接地。
• 参数三件套必须一致：波特率、校验位、从站地址——任一不一致都读不出数。
• Modbus RTU 帧：从站地址 + 功能码 + 寄存器地址 + 数据 + CRC，主站轮询、从站应答。

选型速查：

看哪一点	怎么选
传输距离	长线（>20m）/ 强干扰现场 → 选 4-20mA 或 RS485，别用电压输出
设备数量	多台同侧 → RS485 总线（一主多从），省线
接线方式	想少布线、本安防爆区 → 4-20mA 两线制
末端匹配	RS485 总线最长那根的两端 → 加 120Ω 终端电阻
隔离	地电位差大、易烧口 → 加 RS485 隔离模块

误区澄清：RS485 能随便并联？4mA 是浪费？

结论：都不是。

• RS485 不能随便并联成星型。差分总线靠末端匹配吸收反射，星型分叉会产生信号反射、通信时好时坏。必须手拉手串联，且仅在总线两端加 120Ω 终端电阻（中间节点不加）。
• 4mA 不是浪费，是"活零点"。如果 0mA 当零值，那"线断了没电流"和"真零值"就无法区分；留 4mA 底电流，读到 ❤️.8mA 就能判定断线故障——这是电流环在现场能"自诊断"的关键。
• 电压输出 ≠ 电流环。电压信号经长线会有线损、易受干扰；电流环恒流传输，线损不影响精度。所以工业/野外部署几乎都用 4-20mA 或 RS485，不用裸电压。
• Node-RED 不能直接"读传感器"。通常经 DTU / 工业网关（如 EG828）把 RS485 转成串口或网络，Node-RED 在网关上走 /dev/ttyS8 这类串口做 Modbus RTU 解析。

三、结合主线的轻量实例

• 地灾监测平台（12 类设备）：测斜仪、倾角、GNSS、裂缝、雨量、水位等大量走 RS485 + Modbus 或 4-20mA；EG828 工业网关通过 /dev/ttyS8 做 Modbus RTU 轮询，Node-RED 解析集中监听。
• 工业采集柜：压力/温度变送器 4-20mA 进 PLC 或采集模块，统一 24V 回路供电。
• 地磅秤体：桥式电阻应变片本质是电测——mV 级重量信号经称重仪表放大、滤波后转成数字/模拟输出，再进工控机。
• 水位/雨量站：野外无市电点位常用 4-20mA 变送器（抗干扰、可远传），配合太阳能+蓄电池系统。

一句话结论

电测传感把物理量变电信号，工业/野外现场首选 4-20mA（抗干扰、活零点可检断线） 和 RS485/Modbus（一主多从总线）；接法上电流环两线制共线、RS485 必须手拉手+末端 120Ω 终端电阻、参数三件套一致——这是地灾和工业采集数据不出错的关键。