兩線制、三線制、四線制它們的定義

咱們評論的兩線制、三線制、四線制，是指各種輸出為模仿直流電流信號(hào)的變送器，其作業(yè)原理和布局上的差異，而并非只指變送器的接線方式。不然熱電偶配毫伏計(jì)丈量溫度可稱為是兩線制的開山祖師了!

先看一下它們的定義。

兩線制：兩根線及傳輸電源又傳輸信號(hào),也就是傳感器輸出的負(fù)載和電源是串聯(lián)在一起的，電源是從外部引入的，和負(fù)載串聯(lián)在一起來驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

三線制：三線制傳感器就是電源正端和信號(hào)輸出的正端分離，但它們共用一個(gè)COM端。

四線制：電源兩根線，信號(hào)兩根線。電源和信號(hào)是分開工作的。

幾線制的稱謂，是在兩線制變送器誕生后才有的。這是電子擴(kuò)大器在外表中廣泛運(yùn)用的成果，擴(kuò)大的實(shí)質(zhì)即是一種能量變換進(jìn)程，這就離不開供電。因而最先呈現(xiàn)的是四線制的變送器；即兩根線擔(dān)任電源的供給，別的兩根線擔(dān)任輸出被變換擴(kuò)大的信號(hào)(如電壓、電流、等)。DDZ-Ⅱ型電動(dòng)單元組合外表的呈現(xiàn)，供電為220V.AC，輸出信號(hào)為0--10mA.DC的四線制變送器得到了廣泛的運(yùn)用,當(dāng)前在有些工廠還可見到它的身影。

七十年代中國開端出產(chǎn)DDZ-Ⅲ型電動(dòng)單元組合外表，并選用世界電工委員會(huì)(IEC)的:進(jìn)程控制系統(tǒng)用模仿信號(hào)規(guī)范。即外表傳輸信號(hào)選用4-20mA.DC,聯(lián)絡(luò)信號(hào)選用1-5V.DC，即選用電流傳輸、電壓接納的信號(hào)系統(tǒng)。

選用4-20mA.DC信號(hào)，現(xiàn)場外表就可完成兩線制。但限于條件，其時(shí)兩線制僅在壓力、差壓變送器上選用，溫度變送器等仍選用四線制。如今國內(nèi)兩線制變送器的商品規(guī)模也大大拓展了，運(yùn)用領(lǐng)域也越來越多。一起從國外進(jìn)來的變送器也是兩線制的居多。

不同線制變送器的差異搜索

一、兩線制

因?yàn)橐瓿蓛删€制變送器有必要一起滿意以下條件:

1．V≤Emin-ImaxRLmax

變送器的輸出端電壓V等于規(guī)則的最低電源電壓減去電流在負(fù)載電阻和傳輸導(dǎo)線電阻上的壓降。

2. I≤Imin

變送器的正常作業(yè)電流I有必要小于或等于變送器的輸出電流。

3. P＜Imin(Emin-IminRLmax)

變送器的最小耗費(fèi)功率P不能超過上式,一般＜90mW。

式中:Emin=最低電源電壓，對大都外表而言Emin=24(1-5%)=22.8V,5%為24V電源答應(yīng)的負(fù)向改變量；

Imax=20mA；

Imin=4mA；

RLmax=250Ω+傳輸導(dǎo)線電阻。

若是變送器在規(guī)劃上滿意了上述的三個(gè)條件，就可完成兩線制傳輸。所謂兩線制即電源、負(fù)載串聯(lián)在一起，有一公共點(diǎn)，而現(xiàn)場變送器與控制室外表之間的信號(hào)聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線，這兩根電線既是電源線又是信號(hào)線。兩線制變送器因?yàn)樾盘?hào)起點(diǎn)電流為4mA.DC，為變送器供給了靜態(tài)作業(yè)電流，一起外表電氣零點(diǎn)為4mA.DC，不與機(jī)械零點(diǎn)重合，這種“活零點(diǎn)”有利于辨認(rèn)斷電和斷線等毛病。并且兩線制還便于運(yùn)用安全柵,利于安全防爆。

兩線制變送器如圖一所示，其供電為24V.DC，輸出信號(hào)為4-20mA.DC，負(fù)載電阻為250Ω，24V電源的負(fù)線電位最低，它即是信號(hào)公共線，關(guān)于智能變送器還可在4-20mA.DC信號(hào)上加載HART協(xié)議的FSK鍵控信號(hào)。

二、四線制

因?yàn)?-20mA.DC(1-5V.DC)信號(hào)制的遍及和運(yùn)用，在控制系統(tǒng)運(yùn)用中為了便于銜接，就需求信號(hào)制的一致，為此需求一些非電動(dòng)單元組合的外表，如在線剖析、機(jī)械量、電量等外表，能選用輸出為4-20mA.DC信號(hào)制，可是因?yàn)槠渥儞Q電路雜亂、功耗大等緣由，難于悉數(shù)滿意上述的三個(gè)條件，而無法做到兩線制，就只能選用外接電源的方法來做輸出為4-20mA.DC的四線制變送器了。

四線制變送器如圖二所示，其供電大多為220V.AC，也有供電為24V.DC的。輸出信號(hào)有4-20mA.DC，負(fù)載電阻為250Ω，或許0-10mA.DC，負(fù)載電阻為0-1.5KΩ；有的還有mA和mV信號(hào)，但負(fù)載電阻或輸入電阻，因輸出電路方式不一樣而數(shù)值有所不一樣。

三、三線制

有的外表廠為了減小變送器的體積和分量、并提高抗攪擾功能、減化接線，而把變送器的供電由220V.AC改為低壓直流供電，如電源從24V.DC電源箱取用，因?yàn)榈蛪汗╇娋蜑樨?fù)線共用發(fā)明了條件，這樣就有了三線制的變送器商品。

三線制變送器如圖三所示，所謂三線制即是電源正端用一根線，信號(hào)輸出正端用一根線，電源負(fù)端和信號(hào)負(fù)端共用一根線。其供電大多為24V.DC，輸出信號(hào)有4-20mA.DC，負(fù)載電阻為250Ω或許0-10mA.DC，負(fù)載電阻為0-1.5KΩ；有的還有mA和mV信號(hào)，但負(fù)載電阻或輸入電阻，因輸出電路方式不一樣而數(shù)值有所不一樣。

以上三個(gè)圖中，輸入接納外表的是電流信號(hào)，如將電阻RL并聯(lián)接入時(shí)，則接納的即是電壓信號(hào)了。

從上面敘說可看出，因?yàn)楦鞣N變送器的作業(yè)原理和布局不一樣，然后呈現(xiàn)了不一樣的商品，也就決議了變送器的兩線制、三線制、四線制接線方式。關(guān)于用戶而言，選型時(shí)應(yīng)根據(jù)本單位的實(shí)際情況，如信號(hào)制的一致、防爆需求、接納設(shè)備的需求、出資等疑問來歸納思考挑選。

要指出的是三線制和四線制變送器輸出的4-20mA.DC信號(hào)，因?yàn)槠漭敵?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/221/" target="_blank">電路原理及布局與兩線制的是不一樣的，因而在運(yùn)用中其輸出負(fù)端能否和24V電源的負(fù)線相接?能否共地?這是要注意的，必要時(shí)可采納阻隔辦法，如用隔離器、安全柵等，以便和其它外表共電、共地及防止附加攪擾的發(fā)生。

兩線制與四線制互改搜索

從上述可知各種線制變送器都能存在，那總是有存在的理由，否則就不會(huì)有那么多的線制了，由用戶來改動(dòng)線制是很困難的，再者實(shí)際意義也不大。

如果要把傳輸信號(hào)為0-10mA.DC的四線制變送器改為兩線制，首先遇到的問題，就是其起始電流為零，在電流為零狀態(tài)下，變送器的電子放大器是無法建立工作點(diǎn)的，因此將難于正常工作。如果用直流電源，并保證儀表原來的恒流特性，當(dāng)變送器在負(fù)載電阻為0-1.5KΩ時(shí)，與其串聯(lián)的反饋動(dòng)圈電阻2KΩ左右，當(dāng)輸出為10mA時(shí)，這兩部分的電壓降將大于24V,也就是說用24V.DC供電，負(fù)載為0-1.5KΩ時(shí)，要保證恒流特性是不可能的，也就談不上用兩線制傳輸了。

70年代曾有儀表廠做過把0-10mA.DC的四線制變送器改為兩線制變送器的工作，具體做法是:對原來的變送器電路進(jìn)行改進(jìn)，并將供電電壓提高至48V.DC，但變送器的起始電流仍不能為零，為此采用負(fù)向電流來抵消負(fù)載電阻上的起始輸出4mA的電流。但這樣的產(chǎn)品也沒有能得到推廣和應(yīng)用。

如果想將兩線制改為四線制，根本沒有必要，再者這是一種技術(shù)上的倒退。