两线制、三线制、四线制仪表
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。***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),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,二线制仪表即电源与信号共用两根线。
由于二线制其安装、维修都方便的多,现场大部分的变送器用的都是二线制仪表,只有某些特殊要求的仪表仍然采用多线制。
1、四线制仪表
四线制变送器,其供电大多为 220VAC,也有供电为24VDC 的。输出信号有 4-20mADC,负载电阻为 250Ω,或者 0-10mADC,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。
四线制变送器如图所示,其供电大多为 220VAC,也有供电为 24VDC 的。输出信号有 4-20mADC,负载电阻为250Ω,或者 0-10mADC,负载电阻为 0-1.5KΩ;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。
2、三线制仪表
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 220VAC 改为低压直流供电,如电源从 24VDC 电源箱取用。低压供电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。
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有所不同。
3、二线制仪表
二线制仪表即电源与信号共用两根线,布线简单,功耗低,安全性高(可以达到本安)。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 4mADC,为变送器提供了静态工作电流,同时仪表电气零点为 4mADC, 不与机械零点重合,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。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。
两线制变送器的原理是利用了4~20mA 信号为自身提供电能。如果变送器自身耗电大于 4mA,那么将不可能输出下限 4mA 值。因此一般要求两线制变送器自身耗电(包括传感器在内的全部电路)不大于 3.5mA。这是两线制变送器的设计根本原则之一。 从整体结构上来看,两线制变送器由三大部分组成:传感器、调理电路、两线制 V/I 变换器构成。传感器将温度、压力等物理量转化为电参量,调理电路将传感器输出的微弱或非线性的电信号进行放大、调理、转化为线性的电压输出。两线制 V/I 变换电路根据信号调理电路的输出控制总体耗电电流;同时从环路上获得电压并稳压,供调理电路和传感器使用。 除了V/I 变换电路之外,电路中每个部分都有其自身的耗电电流,两线制变送器的核心设计思想是将所有的电流都包括在 V/I 变换的反馈环路内。
奉劝大家买两线制变送器必然是******, 千万不要买黑心厂商淘汰 3 线 4 线制的! 四线制变送器和三线制变送器因导线内电流不对称须***使用昂贵的屏蔽线,而两线制变送器可使用非常便宜的的双绞线导线,因此在应用中两线制变送器必然是******:
两线制变送器------双绞线 0.6 元/m,传输1000m600 元
三线制变送器------使用昂贵的三线屏蔽线 1.8元/m,传输 1000m1800 元
四线制变送器------使用更昂贵的四线屏蔽线2.8 元/m,传输 1000m2800 元
所以用屏蔽线***好,花钱不多,避免后患。
两线制变送器如图所示,其供电为 24VDC,输出信号为4-20mADC,负载电阻为 250Ω,24V 电源的负线电位***低, 它就是信号公共线。
由于 4-20mADC(1-5VDC)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,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



