仪表及自动化-4、二线制、三线制、四线制
一篇看懂仪表二线制三线制四线制的区别
今天仪控君与大家讨论的两线制、三线制、四线制,就是指各种输出为模拟直流电流信号的变送器,其工作原理与结构上的区别,而并非只指变送器的接线形式。
首先,我们先瞧一下它们的定义两线制:两根线及传输电源又传输信号,也就就是传感器输出的负载与电源就是串联在一起的,电源就是从外部引入的,与负载串联在一起来驱动负载。
三线制:三线制传感器就就是电源正端与信号输出的正端分离,但它们共用一个COM端。
四线制:电源两根线,信号两根线。
电源与信号就是分开工作的。
几线制的称谓,就是在两线制变送器诞生后才有的。
这就是电子放大器在仪表中广泛应用的结果,放大的本质就就是一种能量转换过程,这就离不开供电。
因此最先出现的就是四线制的变送器;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)。
但目前,很多变送器采用二线制。
下面,我们就来具体瞧瞧不同线制变送器的差异有哪些？不同线制变送器的差异一、两线制要实现两线制变送器,必须要同时满足以下条件:1、V≤Emin-ImaxRLmax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与传输导线电阻上的压降。
2、I≤Imin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＜Imin(Emin-IminRLmax)变送器的最小消耗功率P不能超过上式,通常＜90mW。
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,这两根电线既就是电源线又就是信号线。
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”有利于识别断电与断线等故障。
二线制三线制四线制比较
1. 仪表的二线制与四线制二线制仪表即电源与信号共用两根线一般四线制仪表电源与信号线分开信号为4~20mA或０～１０mA，电源２２０ＡＣ（为多）．2.在热电阻中有两线制、三线制、四线制两线制没有线路电阻补偿，配线简单，但要带进引线电阻的附加误差。
因此不适用制造A 级精度的热电阻，且在使用时引线及导线都不宜过长。
三线制有线路电阻补偿，可以消除引线电阻的影响，测量精度高于2线制。
作为过程检测元件，其应用最广。
四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至PLC。
这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，但成本较高，主要用于高精度的温度检测。
3.西门子的二线制和四线制二线制是PLC模块提供电源和采集电流信号四线制仅仅采集电流信号传感器的结构：两线制：传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长。
三线制：要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响。
采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。
四线制：当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量未知电阻上的压降，计算得出电阻值在桥式电路中，为了减小热电阻阻值随温度变化对支路电流的影响并限制流过热电阻的电流，组成电桥的两个支路的上电阻通常取热电阻阻值的几十倍，其值达到 10-50K（和桥路供电电压有关），下电阻一般和热电阻某温度下阻值相同。
二线制三线制四线制比较
1.仪表的二线制与四线制二线制仪表即电源与信号共用两根线一般四线制仪表电源与信号线分开信号为4~20mA或０～１０mA，电源２２０ＡＣ（为多）．2.在热电阻中有两线制、三线制、四线制两线制没有线路电阻补偿，配线简单，但要带进引线电阻的附加误差。
因此不适用制造A 级精度的热电阻，且在使用时引线及导线都不宜过长。
三线制有线路电阻补偿，可以消除引线电阻的影响，测量精度高于2线制。
作为过程检测元件，其应用最广。
四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至PLC。
这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，但成本较高，主要用于高精度的温度检测。
3.西门子的二线制和四线制二线制是PLC模块提供电源和采集电流信号四线制仅仅采集电流信号传感器的结构：两线制：传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长。
三线制：要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响。
采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。
四线制：当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量未知电阻上的压降，计算得出电阻值在桥式电路中，为了减小热电阻阻值随温度变化对支路电流的影响并限制流过热电阻的电流，组成电桥的两个支路的上电阻通常取热电阻阻值的几十倍，其值达到10-50K（和桥路供电电压有关），下电阻一般和热电阻某温度下阻值相同。
一篇看懂仪表二线制
一篇看懂仪表二线制、三线制、四线制的区别2018-01-29仪控君仪控工程网仪控工程网今天仪控君和大家讨论的两线制、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。
首先，我们先看一下它们的定义两线制：两根线及传输电源又传输信号，也就是传感器输出的负载和电源是串联在一起的，电源是从外部引入的，和负载串联在一起来驱动负载。
三线制：三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端分离，但它们共用一个COM端。
四线制：电源两根线，信号两根线。
电源和信号是分开工作的。
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）。
但目前，很多变送器采用二线制。
下面，我们就来具体看看不同线制变送器的差异有哪些？不同线制变送器的差异一、两线制要实现两线制变送器，必须要同时满足以下条件：1. V≤E min-I max RL max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. I≤I min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＜I min(E min-I min RL max)变送器的最小消耗功率P不能超过上式，通常＜90mW。
式中：E min=最低电源电压，对多数仪表而言E min=24(1-5%)=22.8V，5%为24V电源允许的负向变化量；I max=20mA；I min=4mA；RL max=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。
仪表线制
仪表两线制通常就是指两根线既是电源线又同时是信号线；三线制是指一根线为电源正线，一根线为信号正线，一根线为电源负线和信号负线的公共线；四线制是指两根线为电源线，两根线为信号线。
、一般有几根线就是几线制，即两根线是两线制，三根线是三线制，四根线是四线制。
（1）仪表两线制通常就是指两根线既是电源线又同时是信号线；（2）三线制是指一根线为电源正线，一根线为信号正线，一根线为电源负线和信号负线的公共线；（3）四线制是指两根线为电源线，两根线为信号线。
现在大多数仪表都是两线制，即两根线既是电源线又同时是信号线。
另外常见热电阻也是采用三线制，热电阻上三根线是为消除热电阻引线对测量精度的影响，有两个是连在热电阻的同一端的，另一个连在热电阻的另一端。
在测量温度时，有三种测量方式，分别是两线制、三线制、四线制，它们的测量准确度依次增加，主要是后两者有对导线的电阻进行补偿。
一、两线制和三线制仪表是电动Ⅲ型仪表1.两线制的两根线既是电源线，又是信号线，一般用于4~20mA信号传输；2.三线制的三根线中1根是电源正线，一根是信号正线，另外一根是公共负线；一般用于1~5v 信号传输，二、四线制仪表是电动Ⅱ型仪表1.四线制仪表中两根是电源线，另外两根是信号线。
2. 四线制信号传输形式较多。
你先把模拟值转换成数字后，如果数值不进行处理是不准确的，在PLC里面进行数字运算就可以了，比如你4-20mA的信号对应的是0-100bar的压力，也就是说0bar压力时模拟信号为4mA，PLC转换的值为800（按12位转换），100bar时的模拟信号为20mA，PLC 转换值为4000，如果你对该信号号是要进行显示处理的，那么显示值应该是：100*（D-800）/（4000-800）bar，其中D为转换值。
两线制四线制三线制
两线制三线制四线制信号输出几线制是指的信号采用几根线来定义的。
在热电阻中有：两线制、三线制、四线制两线制没有线路电阻补偿三线制有线路电阻补偿四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至PLC。
这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，但成本较高，主要用于高精度的温度检测。
变送器也有两线制和四线制两线制是信号和电源在一起,现在的仪表都采用这种方式。
四线制是电源和信号分开的,如连接变送器,220VAC给变送器放大板供电,差动变压器将微位移信号转换成电信号,放大板将其转换成0-10mA的恒流源送到二次仪表或DCS系统,现在已经淘汰了。
在传感器中有两线和三线制的区别，两线制接近开关（或光电开关）接线时直接将负载串入线路中，就如家里接灯泡一样。
三线指有两条线分别是正负，另一条是输出，使用时有NPN与PNP的区别（NPN的负载是接在正与输出线间，PNP的负载是接在负与输出间）工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等;另外电物理量(简称电量),例如电流、电压、功率、频率等,都需要转换成标准模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。
这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。
工业上最广泛采用的标准模拟量电信号是用4~20mA直流电流来传输模拟量。
采用电流信号的原因是不容易受干扰。
并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。
上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。
下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。
常取2mA作为断线报警值。
电流输出型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。
最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。
仪表2线制与3线制_4线制得区别
2线制的优点是接线简单，但是只能用于传感器本身功耗小的情况，如扩散硅等；如果传感器本身功耗大（如超声波液位）就不能作成2线的，只能是4线，计工作电源2个，输出2个。
二线制的功率：最大功率=24（供电电源）*0.02（最大输出电流）所以功率有限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、电磁流量计、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因为现在采集信号用的（如输入板、二次表等）通常用的是250欧采样电阻，将此信号转为：1-5V 后在A/D转换。
当然也有为：50欧的采样电阻的。
四线制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）。
浅谈仪表的两线制、三线制、四线制我们讨论的两线制、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。
否则热电偶配毫伏计测量温度可称为是两线制的鼻祖了!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,目前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。
两线制与四线制区别
标准4-20mA模拟量信号有两线制、三线制和四线制接法，是如何定义的。仪表的信号与供电电源共用两根导线，现场一次仪表只有两个接线端子，控制室通过这两根导线供电源给一次仪表，使一次仪表工作，同时一次仪表再通过这两根导线将电流信号送回控制室，这种方式就是两线制。四线制就是电源和信号分开，电源用两根线，信号用两根线。所谓三线制，其实本质上也是四线制，只是电源与信号共用一根负线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三线制
三线制变送器如图三所示，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420mA.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。
二线制
两线制变送器如图一所示，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420mA.DC信号上加载HART协议的FSK键控信号。
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。
二线制
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。
总结
以上三个图中，输入接收仪表的是电流信号，如将电阻 RL并联接入时，则接收的就是电压信号了。 从上面叙述可看出，由于各种变送器的工作原理和结构 不同，从而出现了不同的产品，也就决定了变送器的两 线制、三线制、四线制接线形式。对于用户而言，选型 时应根据本单位的实际情况，如信号制的统一、防爆要 求、接收设备的要求、投资等问题来综合考虑选择。 要指出的是三线制和四线制变送器输出的4-20mA.DC信 号，由于其输出电路原理及结构与两线制的是不一样的 ，因此在应用中其输出负端能否和24V电源的负线相接? 能否共地？这是要注意的，必要时可采取隔离措施，如 用配电器、安全栅等，以便和其它仪表共电、共地及避 免附加干扰的产生。
概述
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。现在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。
化工仪表及自动化
两线制、三线制、四线制
内容提要
概述 二线制 三线制
四线制
总结
概述
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,目前在有些工厂还可见到它的身影。
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＜Imin(Emin-ImaxRLmax) 变送器的最小消耗功率P不能超过上式,通常＜90mW。 式中:Emin=最低电源电压，对多数仪表而言Emin=24(15%)=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。
四线制
四线制变送器如图二所示，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。
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。