電路二三四線制的區(qū)別和應(yīng)用

導(dǎo)語

“線制”是指儀表供電和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳輸采用的導(dǎo)線數(shù)。幾線制的稱謂，是在兩線制變送器誕生后才有的。這是電子放大器在儀表中廣泛應(yīng)用的結(jié)果， 放大的本質(zhì)就是一種能量轉(zhuǎn)換過程，這就離不開供電。因此最先出現(xiàn)的是四線制的變送器，即兩根線負(fù)責(zé)電源的供應(yīng)，另外兩根線負(fù)責(zé)輸出被轉(zhuǎn)換放大的信號(hào)（如電壓、電流、等）。

220VAC供電的儀表一定是四線制。

四線制信號(hào)的儀表是指：供電回路和信號(hào)回路各自獨(dú)立，采用隔離電路分開，用于隔離的4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。所以信號(hào)一定是隔離的，通常不接地。電源可以是24VDC，也可以是220VAC。

當(dāng)用兩線制提供的功率不足以給儀表供電時(shí)，采用三線制方式，信號(hào)為4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

三線制的三根線是：一根為電源線（通常為24VDC+），一根為信號(hào)線，一根為電源與信號(hào)的公共線，用于電壓參考點(diǎn)和電流回路。

非4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)不稱為兩線制。

二線制是兩根導(dǎo)線供電的同時(shí)傳輸4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。非此標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)不稱為兩線制。兩線制最少供電能力為：4mA×24V-接收儀表功耗-線路損耗。

那么在實(shí)際現(xiàn)場操作中，四線制，三線制，二線制主要供電方式是？

四線制供電大多為220V.AC，也有供電為24V.DC的。

四線制變送器如下圖所示，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，或者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，因輸出電路形式不同而數(shù)值有所不同。

三線制供電大多為24V.DC。

三線制變送器如下圖所示，所謂三線制就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或者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，因輸出電路形式不同而數(shù)值有所不同。

二線制供電為24V.DC。

二線制變送器如下圖所示，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，它就是信號(hào)公共線，對(duì)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)。

由于各種變送器的工作原理和結(jié)構(gòu)不同，從而出現(xiàn)了不同的產(chǎn)品，也就決定了變送器的兩線制、三線制、四線制接線形式。如何選用四線制、三線制、二線制儀表？

功率大于10W，精度要求較高時(shí)，一般選用四線制儀表。

四線制儀表的應(yīng)用，最早始于DDZ-II型電動(dòng)單元組合儀表的出現(xiàn)，供電為220V.AC，后續(xù)輸出信號(hào)為0~10mA.DC的四線制變送器得到了廣泛的應(yīng)用。由于轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜、功耗大等原因， 現(xiàn)在很多儀表仍優(yōu)先選用四線制，最常見的像科氏力質(zhì)量流量計(jì)和電磁流量計(jì)，到現(xiàn)在還是四線制，因?yàn)橘|(zhì)量流量計(jì)需要振動(dòng)功耗，電磁流量計(jì)需要?jiǎng)?lì)磁功耗，2個(gè)表的功率都到了10W以上，所以得四線制。

減少非安全電壓供電，一般選用三線制儀表。

三線制的應(yīng)用，為了滿足儀表需要的供電功率設(shè)計(jì)，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，減少非安全電壓供電。這樣就有了三線制的變送器產(chǎn)品。

功率較小且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，一般選用二線制。

二線制儀表的應(yīng)用，采用4-20mA.DC信號(hào)，現(xiàn)場儀表就可實(shí)現(xiàn)二線制，現(xiàn)在國內(nèi)二線制變送器的產(chǎn)品應(yīng)用非常廣泛。

綜上所述，對(duì)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)制的統(tǒng)一、防爆要求、接收設(shè)備的要求、投資等問題來綜合考慮選擇。

要指出的是三線制和四線制變送器輸出的4-20mA.DC信號(hào)，由于其輸出電路原理及結(jié)構(gòu)與二線制的是不一樣的，因此在應(yīng)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。