二线制、三线制和四线制的不同和选择

  采购仪表时,通常会面临二线制、三线制和四线制的选择。那么,二线制、三线制和四线制这些“仪表线制”(指仪表供电和标准信号传输采用的导线数)有什么不同?应如何选择呢?

  一、二线制、三线制和四线制的区分

  仪表线制的称谓,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。最先出现的是四线制的变送器。

  1.二线制

二线制、三线制和四线制的不同和选择
液位开关的二线制模块

  二线制是两根导线供电的同时传输4~20mA标准信号。非此4~20mA标准信号不能称为两线制。二线制供电为DC24V,输出信号为DC 4~20mA。

  2.三线制

  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,用于电压参考点和电流回路。其供电大多为DC 24V,输出信号有4~20mA DC标准信号。

  3.四线制

  四线制就是供电回路和信号回路各自独立,采用隔离电路分开,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)。用于隔离的4~20mA标准信号,通常不接地。四线制的电源可以是DC 24V,也可以是AC 220V,但以AC 220V居多。

  二、二线制、三线制和四线制的选择

  对于用户而言,在线制的选择上,一般应根据本单位的实际情况,如信号制的统一、防爆要求、接收设备的要求等进行综合考虑和选择。具体来讲,对二线制、三线制和四线制的选择可考虑以下几点:

  1.功率较小且要求经济实惠,一般选用二线制。

  采用4~20mA信号,目前采用二线制的产品非常广泛。

  2.减少非安全电压供电,一般选用三线制仪表。

  为满足仪表需要的供电功率设计,把变送器的供电由AC 220V改为低压直流供电,如电源从DC24V电源箱取用,减少非安全电压供电,就有了三线制的变送器产品。通常,在两线制提供的功率不足以给仪表供电时,多选用三线制。

二线制、三线制和四线制的不同和选择
液位开关的三线制模块(NPN/PNP)

  3.功率大于10W,精度要求较高时,一般选用四线制仪表。

  实际应用中,由于转换电路复杂、功耗大等多方面原因,很多仪表大多优先选用四线制。像质量流量计需要振动功耗,电磁流量计需要励磁功耗,2个表的功率都到了10W以上,所以就要使用四线制。

  要指出的是,三线制和四线制变送器输出的4~20mA信号,由于其输出电路原理及结构与二线制的不同,因此在应用中要注意其输出负端能否和24V电源的负线相接,能否共地,必要时可采用配电器、安全栅等隔离措施,以便和其它仪表共电、共地及避免附加干扰的产生。

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