端子上那点绿锈，先让满量程到不了顶
仪表典型失效模式 · 09 ｜ 电气与环境线
回路阻抗缓慢上升：为什么不是全程偏低，而是先在 20 mA 那头出事
｜ 阅读约 10 分钟 ｜ 图表 4 张
一条流量回路，操作反映"大流量时数字上不去"。
小流量、中等流量都对得上，一到接近满量程就像撞了墙，停在 95% 左右不动了。再开大阀，读数还是那个数。
仪表把变送器拆下来，接到台上用标准信号校验——4 mA、12 mA、20 mA，三点全对，线性也没问题。装回去，症状照旧。
最后是在现场接线箱里找到的：端子螺钉根部一圈绿锈，压线的地方发黑。
回路电阻涨上去了。但它的表现，不是全程偏低。
01 先纠一个说法
"端子腐蚀让回路电阻上升，所以 4–20 mA 读数偏低"——这句话在现场流传很广，但它对一半错一半。
错的那一半在于：4–20 mA 电流环本来就是为了不怕线路电阻才被发明的。
二线制变送器是一个恒流源。它不是"把一个电压加到回路上，让电流自己形成"，而是主动调节自身的内部压降，把回路电流稳定在它想要的那个值上。
回路上多了 100 Ω，压降多了 2 V，变送器就自己少留 2 V，电流一点不变。这是设计出来的特性，也正是当年用电流而不用电压传信号的全部理由。
▍ 但这个能力有一个额度
变送器能"让出"的压降是有限的——它自己至少要留住一个最低端子电压才能工作。这个值在数据表上，压力变送器常见在 12 V 上下，温度变送器可以低一些。
于是整个 24 V 供电就被分成三块：变送器留住的那部分、接收端采样电阻上的那部分、剩下的才是线路和所有接点能用的余量。
按 24 V 供电、变送器 12 V、250 Ω 采样电阻算：
(24 − 12 − 5) V ÷ 20 mA = 350 Ω
这 350 Ω 就是全部余量。腐蚀吃掉的电阻，是从这里扣的。
余量没吃光之前，读数完全正常
这也是它难被发现的原因
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02 为什么先坏在 20 mA 那一头
注意上面那个算式里的 20 mA。这是关键。
回路上的压降等于电流乘电阻。同样的电阻，4 mA 时压降只有 20 mA 时的五分之一。
假设线路加接点一共 400 Ω，超了 350 Ω 的额度：
4 mA 时 压降 1.6 V，变送器还有充足余量，读数完全正常
12 mA 时 压降 4.8 V，仍在额度内，读数照样正常
20 mA 时 压降 8 V，超过 7 V 的额度，变送器顶不住了
所以症状是这样的：小流量、中流量都准，接近满量程时开始"顶住"，怎么也上不去。整条曲线的上半段被压平了。
这就是开头那个案例——不是全程偏低，是量程上端被削掉了。
▍ 为什么台上校验查不出来
把变送器拆下来接到校验台上，回路里只剩一根短线和一个毫安表，总电阻几乎为零。余量绰绰有余，20 mA 当然输出得出来。
问题从来不在变送器身上，而在它和接收端之间那一长串接点里。校验的时候，恰好把这一串全部拿掉了。
拆下来测是好的，装回去就不行
这句话本身就是一条线索
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03 那什么情况下才是全程偏低
确实存在全程等比例偏低的机制，但它不是串联电阻，而是并联漏电。
端子受潮、积垢、绝缘件表面碳化，会在两根信号线之间、或者信号线与地之间形成一条并联的漏电通路。变送器输出的电流被分掉一部分，接收端自然少收。
这种偏差的特征很鲜明：
全量程都偏。因为分流比例大致固定，4 mA 和 20 mA 都少，不是只有上端出事。
随湿度起伏。雨后、凝露最重的清晨最明显，天晴几天又好一些。这一点和上一篇讲的呼吸效应积水是同一件事的两个表现。
绝缘电阻能测出来。这是最直接的证据，也是最容易被跳过的一步。
把这两种机制混起来，就会查错方向：读数顶不上去，该去量回路电阻；读数整体偏低且随天气变，该去量绝缘电阻。
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04 接点比想象中多
单个端子腐蚀能涨多少电阻？没有一个通用数字——从毫欧级涨到几十欧、上百欧都可能，取决于腐蚀程度和压接状况。
但有一件事是确定的：一条回路上的接点数量远比直觉多。
变送器端子、现场接线箱、安全栅、机柜端子排、AI 卡——每一处都是两个接点，一条普通回路走下来通常十个上下。如果这条回路还经过中间接线箱或者做过改线，接点更多。
假设每个接点腐蚀后涨 20 Ω，十个就是 200 Ω。这个数字放进 350 Ω 的余量里，看着还剩不少。
▍ 但余量本身也在变小
那 350 Ω 是按 24 V 算的。如果供电电压按 −10% 考虑，只有 21.6 V，余量立刻从 350 Ω 掉到 230 Ω。
再加上回路里如果串了本安栅、现场指示表、或者 HART 滤波器，各自都要吃掉一部分。
这也解释了一个常见现象：
同样的腐蚀程度，有的回路好几年没事，有的很快就出问题
差别不在腐蚀，在于这条回路当初留了多少余量。选型时给回路电阻留的那 10% 余量，本来就是为端子氧化和元件老化准备的——留没留、留了多少，几年之后才见分晓。
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05 怎么查
三步走完，基本能定位到是串联问题还是并联问题、在哪一段。
第一步的关键是要在 20 mA 状态下看。用手操器把变送器强制输出满量程，如果接收端读不到 20 mA，串联电阻就是嫌疑；如果读得到，再去怀疑别的。
第二步量变送器端子电压，同样要在 20 mA 状态下量。低于数据表给的最低端子电压，说明压降被回路上别的地方吃掉了。
第三步分段量。断开回路，从变送器往接收端一段一段量电阻，异常那段就是腐蚀点；同时量对地绝缘，把并联漏电这条路也排掉。
▍ 一个操作提醒
不要图省事用万用表电压档并联到回路上"顺便量一下"。电压表并联接入会改变回路阻抗，量出来的数不可信，还可能干扰正在运行的回路。要么串入毫安表，要么用钳形表。
另外，动手之前先确认这条回路有没有参与联锁。强制输出 20 mA 这个动作，在有些回路上是会触发动作的。
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06 落到工程实务
下面这些不是规范条文，是踩出来的。
01 选型时算一遍电压预算
按变送器数据表的最低端子电压、采样电阻、以及回路里所有串联设备算一遍，别只看"24 V 够用"。供电按下限算，再留 10%。
02 把满量程验证加进投用检查
投用时不只校 4 mA 和 12 mA，一定要强制到 20 mA 看接收端能不能读到。这一步能提前暴露余量不足。
03 绝缘电阻要有初值
和上一篇的道理一样：投用时记一次对地绝缘，之后每次比对。绝缘是缓慢下降的，没有初值就看不出趋势。
04 端子定期复紧要有讲究
压接松动会加速腐蚀，但反复过力复紧会压坏线芯。按厂家扭矩要求做，铜铝过渡的地方尤其注意。
05 减少不必要的接点
每增加一个中间接线箱，就多两个接点和一处可能积水的壳体。改线时能少接一次就少接一次。
06 腐蚀环境考虑镀层与涂覆
沿海和含硫环境可以考虑镀金或镀锡端子、以及三防漆处理。这属于设计阶段的事，事后补救成本高得多。
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07 最后
这一篇和上一篇是连着的。上一篇讲水怎么进到接线腔里，这一篇讲水进去之后，在电气上表现成什么样。
值得记住的是那个"额度"的概念。端子腐蚀不是线性地把读数往下拽，而是先默默消耗余量——在余量耗尽之前，一切指标都合格；耗尽之后，先从最耗电压的那一头崩掉。
这类失效有一个共同的形状：不是逐渐变差，而是长期没事，然后突然出事。而"突然"的那个时刻，取决于当初留了多少余量。
它不是慢慢变坏
是慢慢把余量花完
你查过"拆下来是好的，装回去就不行"的回路吗？
最后查到哪一段、什么环境，欢迎在留言区说说
▽ 参考资料（4 项）
1. 变送器数据表中的最低端子电压与最大负载电阻规定（各厂家 4–20 mA 二线制产品）
2. NAMUR NE43 模拟信号故障状态标准化
3. IEC 60079-14 爆炸性环境电气装置的设计、选型和安装（本安回路参数与绝缘要求）
4. SH/T 3104—2013 石油化工仪表安装设计规范