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許多初入自動(dòng)化行業(yè)的小朋友，常常不能理解所謂二線(xiàn)制、三線(xiàn)制、四線(xiàn)制，但又不樂(lè )于展現不恥下問(wèn)的精神，小編在此揮墨寫(xiě)下這篇介紹二線(xiàn)制三線(xiàn)制四線(xiàn)制的區別與好處。

首先講一下壓力變送器和傳感器的區別：傳感器是能夠受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置的總稱(chēng)，通常由敏感元件和轉換元件組成。當傳感器的輸出為規定的標準信號時(shí)，則稱(chēng)為變送器，常見(jiàn)的變送器如金湖虹潤儀表生產(chǎn)的壓力變送器、差壓變送器、溫度變送器、電流變送器、電壓變送器等。

二線(xiàn)制三線(xiàn)制四線(xiàn)制的區別

幾線(xiàn)制的稱(chēng)謂，是在兩線(xiàn)制變送器誕生后才有的。我們討論的兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制、四線(xiàn)制，是指各種輸出為模擬直流電流信號的變送器，其工作原理和結構上的區別，而并非只指變送器的接線(xiàn)形式。

四線(xiàn)制

最先出現的是四線(xiàn)制的變送器；即兩根線(xiàn)負責變送器電源的供應，另外兩根線(xiàn)負責輸出被轉換放大的信號(如電壓、電流等)。四線(xiàn)制接線(xiàn)如下圖所示：

四線(xiàn)制儀表接線(xiàn)圖

四線(xiàn)制變送器供電大多為220VAC，也有供電為24VDC的。輸出信號有4-20mADC，負載電阻為250Ω，或0-10mADC，負載電阻為0-1.5KΩ；有的還有mA和mV信號，但負載電阻或輸入電阻，因輸出電路形式不同而數值有所不同。（ps：交流電會(huì )對信號精度有影響）

常見(jiàn)應用：數顯表、電磁流量計變送輸出就是四線(xiàn)制。

三線(xiàn)制

所謂三線(xiàn)制就是電源正端用一根線(xiàn)，信號輸出正端用一根線(xiàn)，電源負端和信號負端共用一根線(xiàn)。三線(xiàn)制接線(xiàn)如下圖所示：

三線(xiàn)制儀表接線(xiàn)圖

三線(xiàn)制變送器供電大多為24VDC，輸出信號4-20mADC，負載電阻為250Ω或者0-10mADC，負載電阻為0-1.5KΩ；有的還有mA和mV信號，但負載電阻或輸入電阻，因輸出電路形式不同而數值有所不同。

常見(jiàn)應用：電壓輸出的變送器輸出一般都是三線(xiàn)制。

兩線(xiàn)制

采用回路供電的方式，4-20mA電流本身就可以為變送器供電，變送器在電路中相當于一個(gè)特殊的負載，顯示儀表只需要串在電路中即可。即電源、負載串聯(lián)在一起，有一公共點(diǎn)，而現場(chǎng)變送器與控制室儀表之間的信號聯(lián)絡(luò )及供電僅用兩根電線(xiàn)，這兩根電線(xiàn)既是電源線(xiàn)又是信號線(xiàn)。兩線(xiàn)制接線(xiàn)如下圖所示：

兩線(xiàn)制儀表接線(xiàn)圖

兩線(xiàn)制變送器供電為24VDC，輸出信號為4-20mADC，負載電阻為250Ω，24V電源的負線(xiàn)電位最低，它就是信號公共線(xiàn)。（ps：輸入接收儀表的是電流信號，如將電阻RL并聯(lián)接入時(shí)，則接收的就是電壓信號了。）

常見(jiàn)應用：溫度變送器、4-20mA輸出的壓力變送器等都是二線(xiàn)制。

二線(xiàn)制使用條件

要實(shí)現兩線(xiàn)制變送器必須同時(shí)滿(mǎn)足以下條件：

1、變送器的輸出端電壓V等于規定的最低電源電壓減去電流在負載電阻和傳輸導線(xiàn)電阻上的壓降。

2、變送器的正常工作電流I必須小于或等于變送器的輸出電流。

3、變送器的最小消耗功率P不能超過(guò)上式，通常＜90mW。式中：Emin=最低電源電壓，對多數儀表而言Emin=24(1-5%)=22.8V,5%為24V電源允許的負向變化量；Imax=20mA；Imin=4mA；RLmax=250Ω+傳輸導線(xiàn)電阻。）

由于4-20mADC(1-5VDC)信號制的普及和應用，在控制系統應用中為了便于連接，就要求信號制的統一，為此要求一些非電動(dòng)單元組合的儀表， 如在線(xiàn)分析、機械量、電量等儀表，能采用輸出為4-20mADC信號制，但是由于其轉換電路復雜、功耗大等原因，難于全部滿(mǎn)足上述的三個(gè)條件，而無(wú)法做到兩線(xiàn)制，就只能采用外接電源的方法來(lái)做輸出為4-20mADC的四線(xiàn)制變送器了。

相對于四線(xiàn)和三線(xiàn)制，兩線(xiàn)制有什么優(yōu)點(diǎn)呢？

兩線(xiàn)制的優(yōu)點(diǎn)

在工業(yè)應用中，測量點(diǎn)一般在現場(chǎng)，而顯示設備或者控制設備一般都在控制室或控制柜上。兩者之間距離可能數十至數百米。按一百米距離計算，省去2根信號傳輸導線(xiàn)意味著(zhù)成本降低近百元。另外四線(xiàn)制變送器和三線(xiàn)制變送器因導線(xiàn)內電流不對稱(chēng)必須使用昂貴的屏蔽線(xiàn)，而兩線(xiàn)制變送器可使用非常便宜的的雙絞線(xiàn)導線(xiàn)，因此在應用中兩線(xiàn)制變送器必然是首選。

1、不易受寄生熱電偶和沿電線(xiàn)電阻壓降和溫漂的影響，可用非常便宜的更細的導線(xiàn)；可節省大量電纜線(xiàn)和安裝費用；

2、在電流源輸出電阻足夠大時(shí)，經(jīng)磁場(chǎng)耦合感應到導線(xiàn)環(huán)路內的電壓，不會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)影響，因為干擾源引起的電流極小，一般利用雙絞線(xiàn)就能降低干擾；兩線(xiàn)制與三線(xiàn)制必須用屏蔽線(xiàn),屏蔽線(xiàn)的屏蔽層要妥善接地。

3、電容性干擾會(huì )導致接收器電阻有關(guān)誤差，對于4～20mA兩線(xiàn)制環(huán)路，接收器電阻通常為250Ω（取樣Uout=1～5V）這個(gè)電阻小到不足以產(chǎn)生顯著(zhù)誤差，因此，可以允許的電線(xiàn)長(cháng)度比電壓遙測系統更長(cháng)更遠；

4、各個(gè)單臺示讀裝置或記錄裝置可以在電線(xiàn)長(cháng)度不等的不同通道間進(jìn)行換接，不因電線(xiàn)長(cháng)度的不等而造成精度的差異，實(shí)現分散采集，分散式采集的好處就是：分散采集，集中控制....

5、將4mA用于零電平，使判斷開(kāi)路與短路或傳感器損壞（0mA狀態(tài)）十分方便。

6、在兩線(xiàn)輸出口非常容易增設一兩只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。

總結

四線(xiàn)制是兩個(gè)信號線(xiàn)、兩個(gè)供電線(xiàn)，信號線(xiàn)和供電線(xiàn)分開(kāi)，精度最好，帶載能力最強，抗干擾能力最差，電路結構最復雜，成本比較高昂；而三線(xiàn)制則是信號線(xiàn)和和供電線(xiàn)共用一個(gè)正極或負極，精度次之，抗干擾能力比四線(xiàn)制好，電路結構較復雜，成本比四線(xiàn)制低；而二線(xiàn)制則是兩個(gè)線(xiàn)既做供電用，又做信號線(xiàn)，誤差最大，帶載能力弱，抗干擾能力強，電路結構簡(jiǎn)單，成本最低，應用范圍最廣；另外二線(xiàn)制只能輸出mA電流信號，三線(xiàn)制和四線(xiàn)制則沒(méi)有這個(gè)限制，現在的變送器大多采用二線(xiàn)制。