兩線(xiàn)制,、三線(xiàn)制、四線(xiàn)制壓力變送器接線(xiàn)方式

首先,，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(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(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載,。

三線(xiàn)制：三線(xiàn)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(xiàn)制：電源兩根線(xiàn),，信號(hào)兩根線(xiàn)。電源和信號(hào)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(yīng)用的結(jié)果,，放大的本質(zhì)就是一種能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，這就離不開(kāi)供電,。因此先出現(xiàn)的是四線(xiàn)制的變送器,；即兩根線(xiàn)負(fù)責(zé)電源的供應(yīng)，另外兩根線(xiàn)負(fù)責(zé)輸出被轉(zhuǎn)換放大的信號(hào)（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(xiàn)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(guī)定的低電源電壓減去電流在負(fù)載電阻和傳輸導(dǎo)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(duì)多數(shù)儀表而言Emin=24(1-5%)=22.8V,，5%為24V電源允許的負(fù)向變化量,；

Imax=20mA；

Imin=4mA,；

RLmax=250Ω+傳輸導(dǎo)線(xiàn)電阻,。

如果壓力變送器在設(shè)計(jì)上滿(mǎn)足了上述的三個(gè)條件，就可實(shí)現(xiàn)兩線(xiàn)制傳輸,。所謂兩線(xiàn)制即電源,、負(fù)載串聯(lián)在一起，有一公共點(diǎn),，而現(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室儀表之間的信號(hào)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(hào)線(xiàn)。兩線(xiàn)制變送器由于信號(hào)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(jī)械零點(diǎn)重合,，這種“活零點(diǎn)"有利于識(shí)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(xiàn)場(chǎng)的變換器供電，同時(shí)這兩根線(xiàn)又是輸出信號(hào)（ 4～20mA ）的傳輸線(xiàn),。輸出的電流信號(hào)需經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻 RL=250Ω 轉(zhuǎn)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(cè)信號(hào)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(tǒng)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(hào)輸出正端用一根線(xiàn),，電源負(fù)端和信號(hào)負(fù)端共用一根線(xiàn)。其供電大多為 DC 24V ,， 輸出信號(hào)有 DC4-20mA ,，負(fù)載電阻為 250Ω 或者 DC0-10mA ，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,。

由于 DC4-20mA ,、 DC 1-5V 信號(hào)制的普及和應(yīng)用，在控制系統(tǒng)應(yīng)用中為了便于連接,，就要求信號(hào)制的統(tǒng)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(jī)械量,、 電量等儀表， 能采用輸出為DC4-20mA 信號(hào)制,，但是由于其轉(zhuǎn)換電路復(fù)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(hào)有 DC 4-20mA ,， 負(fù)載電阻為 250Ω ， 或者 DC 0-10mA ,， 負(fù)載電阻為 0-1.5kΩ ,；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,，如圖 4.3 所示。

輸入接收儀表的是電流信號(hào),， 如將電阻 RL 并聯(lián)接入時(shí),，則接收的就是電壓信號(hào)了。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(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(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,。

以上三個(gè)圖中,，輸入接收儀表的是電流信號(hào)，如將電阻RL并聯(lián)接入時(shí),，則接收的就是電壓信號(hào)了,。

從上面敘述可看出，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(xiàn)制、三線(xiàn)制,、四線(xiàn)制接線(xiàn)形式,。對(duì)于用戶(hù)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(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(hào)，由于其輸出電路原理及結(jié)構(gòu)與兩線(xiàn)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(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,。