兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制、四線(xiàn)制高溫壓力變送器接線(xiàn)方式

*先，我們先看一下它們的定義

 

兩線(xiàn)制：兩根線(xiàn)及傳輸電源又傳輸信號，也就是傳感器輸出的負載和電源是串聯(lián)在一起的，電源是從外部引入的，和負載串聯(lián)在一起來(lái)驅動(dòng)負載。

 

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

 

四線(xiàn)制：電源兩根線(xiàn)，信號兩根線(xiàn)。電源和信號是分開(kāi)工作的。

 

幾線(xiàn)制的稱(chēng)謂，是在兩線(xiàn)制變送器誕生后才有的。這是電子放大器在儀表中廣泛應用的結果，放大的本質(zhì)就是一種能量轉換過(guò)程，這就離不開(kāi)供電。因此先出現的是四線(xiàn)制的變送器；即兩根線(xiàn)負責電源的供應，另外兩根線(xiàn)負責輸出被轉換放大的信號（如電壓、電流、等）。但目前，很多變送器采用二線(xiàn)制。下面，我們就來(lái)具體看看不同線(xiàn)制變送器的差異有哪些？

不同線(xiàn)制變送器的差異

 

一、兩線(xiàn)制

要實(shí)現兩線(xiàn)制變送器，必須要同時(shí)滿(mǎn)足以下條件：

1. V≤Emin-ImaxRLmax

變送器的輸出端電壓V等于規定的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. I≤Imin

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. P＜Imin(Emin-IminRLmax)

變送器的小消耗功率P不能超過(guò)上式，通常＜90mW。

式中：Emin=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。

如果高溫壓力變送器在設計上滿(mǎn)足了上述的三個(gè)條件，就可實(shí)現兩線(xiàn)制傳輸。所謂兩線(xiàn)制即電源、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)制變送器由于信號起點(diǎn)電流為4mA DC，為變送器提供了靜態(tài)工作電流，同時(shí)儀表電氣零點(diǎn)為4mA DC，不與機械零點(diǎn)重合，這種“活零點(diǎn)”有利于識別斷電和斷線(xiàn)等故障。而且兩線(xiàn)制還便于使用安全柵，利于安全防爆。

圖 1 為二線(xiàn)制變換器的接線(xiàn)圖。直流電源 U（ 24V ）通過(guò)兩根線(xiàn)向現場(chǎng)的變換器供電，同時(shí)這兩根線(xiàn)又是輸出信號（ 4～20mA ）的傳輸線(xiàn)。輸出的電流信號需經(jīng)過(guò)標準電阻 RL=250Ω 轉換為電壓 UL=IRL= （ 1～5 ） U 送至控制器。這種二線(xiàn)制變換器的特點(diǎn)是只用于檢測信號而沒(méi)有控制功能。

 

二、三線(xiàn)制

三線(xiàn)制變換器的接線(xiàn)圖如圖 2 所示，電流輸出系統除了兩根電流傳輸線(xiàn)以外，還有一根電源線(xiàn)向變壓器提供電源。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)。其供電大多為 DC 24V ， 輸出信號有 DC4-20mA ，負載電阻為 250Ω 或者 DC0-10mA ，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。

由于 DC4-20mA 、 DC 1-5V 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DC4-20mA 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DC4-20mA 的四線(xiàn)制變送器了。四線(xiàn)制變送器供電大多為 AC 220V ，也有供電為 DC24V 的。輸出信號有 DC 4-20mA ， 負載電阻為 250Ω ， 或者 DC 0-10mA ， 負載電阻為 0-1.5kΩ ；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，如圖 4.3 所示。

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。由于各種變送器的工作原理和結構不同，從而出現了不同的產(chǎn)品，也就決定了變送器的兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制、四線(xiàn)制接線(xiàn)形式。

 

三、四線(xiàn)制

圖三 四線(xiàn)制變送器接線(xiàn)示意圖

四線(xiàn)制變送器如圖三所示，其供電大多為220V AC，也有供電為24V DC的。輸出信號有4-20mA DC，負載電阻為250Ω，或者0-10mA DC，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。

以上三個(gè)圖中，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。

從上面敘述可看出，由于各種變送器的工作原理和結構不同，從而出現了不同的產(chǎn)品，也就決定了變送器的兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制、四線(xiàn)制接線(xiàn)形式。對于用戶(hù)而言，選型時(shí)應根據本單位的實(shí)際情況，如信號制的統一、防爆要求、接收設備的要求、投資等問(wèn)題來(lái)綜合考慮選擇。

要指出的是三線(xiàn)制和四線(xiàn)制變送器輸出的4-20mA DC信號，由于其輸出電路原理及結構與兩線(xiàn)制的是不一樣的，因此在應用中其輸出負端能否和24V電源的負線(xiàn)相接？能否共地？這是要注意的，必要時(shí)可采取隔離措施，如用配電器、安全柵等，以便和其它儀表共電、共地及避免附加干擾的產(chǎn)生。