什么是开关量、模拟量和数字量？三者有何区别？图文解析！

开关量和模拟量是电力系统中，接触最多的概念，不论是学习PLC，还是学习继电保护，都涉及到这两种输入输出方式。什么是开关量？什么是模拟量？看完这篇文章，你就会清楚的明白这个概念。

（1）概念

1）开关量

开关量为通断信号，无源信号，电阻测试法为电阻0或无穷大；主要指开入量和开出量，是指一个装置所带的辅助触点，譬如电机的温控器所带的继电器的辅助触点（电机超温后变位）、阀门凸轮开关所带的辅助触点（阀门开关后变位），接触器所带的辅助触点（接触器动作后变位）、热继电器（热继电器动作后变位），这些点一般都传给PLC，电源一般是由PLC或综保装置提供的，自己本身不带电源，所以叫无源开关量接点，也叫PLC的开关量。

也可以是有源信号，专业叫法是阶跃信号，就是0或1，可以理解成脉冲量，多个开关量可以组成数字量。

2）模拟量

模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等信号量，模拟信号是幅度随时间连续变化的信号，通常电压信号为0~10V，电流信号为4~20mA，可以用PLC的模拟量模块进行数据采集，其经过抽样和量化后可以转换为数字量。

3）数字量

通常所说的数字量是“0”和“1”组成的信号类型，通常是经过编码后的有规律的信号。对于开关量来说，触点闭合可以认为是“1”，触点断开是“0”，作为数字量采集信号。模拟量可以设置临界值量化，小于临界值为“0”，大于等于临界值为“1”。

（2）开关量、模拟量和数字量的区别

1）数字量定义为：在时间和数值上都是断续变化的离散信号。

模拟量定义为：在时间和数值上都是连续变化的信号。

2）开关量：反映的是状态信号（如开关开、合）。

模拟量：反映的是电量测量数值（如电流、电压）。

（3）举例说明

上图是一个典型能输出开关量信号的器件。压力高时C和B两个触点闭合接通，输出压力高信号，压力低时C和A两个触点闭合接通输出压力低信号。

有了这样的信号就实现把就地的压力信号，远传到远处的电气控制柜去参与自动远程控制了，其中C和B是一个开关量，C和A也是一个开关量。所以一个开关触点就是一个开关量，它的特性是同一时刻要么接通要么断开。接通就是1，代表有有信号，断开就是0，代表没有信号。这就是所谓的开关量信号。

压力表虽然能把压力信号传到远处，但它传输的只是有无压力这样的信号，无法知道实时压力值到底是多少。

压力变送器

上图中的器件叫压力变送器。压力变送器的内部就是一块电路板，电路板连接着一个压力传感器F。

它的工作原理是压力传感器F把检测到的压力传到电路板的C，检测信号进入电路板后，通过电路板的转换与计算，把这个压力信号转换成一个电流信号由A和B这两个点输出。图中右边就是转换过程的示意图，它可以把一个0-10kpa的压力信号转换成一个4-20mA的电流信号，由A和B这两个点输出。这时我们就说A和B这两个点输出的就是一个模拟量信号。模拟量信号的特点是它的值是在一个数值范围内是连续可变的。

（4）问答

问：为什么都把模拟量信号转换成4-20mA的电流信号，而不是0-20mA的电流信号或0-10V的电压信号？

答：

（1）0-10V的电压信号容易受到外界的电磁干扰，特别是电缆长度很长时干扰更明显。

（2）用0-20mA的电流信号的话，就无法判断在电流信号是0mA时，到底是电缆断线引起的故障0mA，还是压力本身就是0kpa而输出的正常的0mA。

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来源：网络

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