四线制

四线制是指电源两根线，信号两根线。电源和信号是分开工作的。即在三线制的基础上，信号线有自己的地，不和电源线共地。

概念解释

所谓的两线制、三线制、四线制，是指各种输出为模拟直流电流信号的变送器，其工作原理和结构上的区别，而并非只指变送器的接线形式。

几线制的称谓，是在两线制变送器诞生后才有的。这是电子放大器在仪表中广泛应用的结果，放大的本质就是一种能量转换过程，这就离不开供电。因此最先出现的是四线制的变送器；即两根线负责电源的供应，另外两根线负责输出被转换放大的信号(如电压、电流、等)。DDZ-II型电动单元组合仪表的出现，供电为220V.AC，输出信号为0—10mA.DC的四线制变送器得到了广泛的应用，在有些工厂还可见到它的身影。

七十年代我国开始生产DDZ-III型电动单元组合仪表，并采用国际电工委员会(IEC)的过程控制系统用模拟信号标准。即仪表传输信号采用4-20mA.DC，联络信号采用1-5V.DC，即采用电流传输、电压接收的信号系统。采用4-20mA.DC信号，现场仪表就可实现两线制。但限于条件，当时两线制仅在压力、差压变送器上采用，温度变送器等仍采用四线制。国内两线制变送器的产品范围也大大扩展了，应用领域也越来越多。同时从国外进来的变送器也是两线制的居多。

二线制

两线制变送器必须同时满足以下条件：

1．变送器的输出端电压V等于规定的最低电源电压减去电流在负载电阻和传输导线电阻上的压降。

2.变送器的正常工作电流I必须小于或等于变送器的输出电流。

3.P

式中：Emin=最低电源电压，对多数仪表而言Emin=24(1-5%)=22.8V，5%为24V电源允许的负向变化量；Imax=20mA；Imin=4mA；RLmax=250Ω+传输导线电阻。

如果变送器在设计上满足了上述的三个条件，就可实现两线制传输。所谓两线制即电源、负载串联在一起，有一公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线，这两根电线既是电源线又是信号线。两线制变送器由于信号起点电流为4mA.DC，为变送器提供了静态工作电流，同时仪表电气零点为4mA.DC，不与机械零点重合，这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。而且两线制还便于使用安全栅，利于安全防爆。

两线制变送器如图1所示，其供电为24V.DC，输出信号为4-20mA.DC，负载电阻为250Ω，24V电源的负线电位最低，它就是信号公共线，对于智能变送器还可在4-20mA.DC信号上加载HART协议的FSK键控信号。

三线制

有的仪表厂为了减小变送器的体积和重量、并提高抗干扰性能、减化接线，而把变送器的供电由220V.AC改为低压直流供电，如电源从24V.DC电源箱取用，由于低压供电就为负线共用创造了条件，这样就有了三线制的变送器产品。

三线制变送器如图2所示，所谓三线制就是电源正端用一根线，信号输出正端用一根线，电源负端和信号负端共用一根线。其供电大多为24V.DC，输出信号有4-20mA.DC，负载电阻为250Ω或者0-10mA.DC，负载电阻为0-1.5KΩ；有的还有mA和mV信号，但负载电阻或输入电阻，因输出电路形式不同而数值有所不同。

四线制

由于4-20mA.DC(1-5V.DC)信号制的普及和应用，在控制系统应用中为了便于连接，就要求信号制的统一，为此要求一些非电动单元组合的仪表，如在线分析、机械量、电量等仪表，能采用输出为4-20mA.DC信号制，但是由于其转换电路复杂、功耗大等原因，难于全部满足上述的三个条件，而无法做到两线制，就只能采用外接电源的方法来做输出为4-20mA.DC的四线制变送器了。

四线制变送器如图3所示，其供电大多为220V.AC，也有供电为24V.DC的。输出信号有4-20mA.DC，负载电阻为250Ω，或者0-10mA.DC，负载电阻为0-1.5KΩ；有的还有mA和mV信号，但负载电阻或输入电阻，因输出电路形式不同而数值有所不同。

各自优缺点

二线制的优点是接线简单，只适用一般功率小的一次传感器，如：压变、差压变、温变、电容式液位计、射频导纳、涡街流量计等。传感器本身用电由二线制中得到，是必影响其带载能力。

三线制的优点是热电阻采取三线制接法，是为了打消衔接导线电阻惹起的丈量偏差。这是由于丈量热电阻的电路个别是不均衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其衔接导线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部门，这一部门电阻是未知的且随情况温度变更，形成丈量偏差。采取三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其他两根分辨接到热电阻地点的桥臂及与其相邻的桥臂上，如许打消了导线线路电阻带来的丈量偏差。

四线制的优点是由于是将电源和功率分开，所以本机的功率与信号是没有功率上的关联的，适用于大功率的的传感器，如超声波（由于其为了加大抗干扰能力，所以发射的功率会很大，所以此款产品选型时要尽量四线的，二线的一般抗干扰能力较弱），就不能作成二线的，只能是四线，分别是工作电源两个，输出两个。

四线制是指电源两根线，信号两根线。电源和信号是分开工作的。即在三线制的基础上，信号线有自己的地，不和电源线共地。

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