隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)知識變得紛繁復(fù)雜，也變得真假難分，《儀表的“線制”學(xué)問有多深》是一篇來自網(wǎng)絡(luò)整合編輯的文章，但是卻存在很多表述上的錯誤，葉向東高工就原文的引用，進(jìn)行對比辨識，幫助大家正確認(rèn)識儀表信號二線制、三線制、四線制。
1、三種線制的含義
原文：兩線制：“兩根線既是電源線又同時是信號線，一般用于4-20mA信號傳輸”。
辨識：“線制”是指儀表供電和標(biāo)準(zhǔn)信號傳輸采用的導(dǎo)線數(shù)。兩線制是兩根導(dǎo)線供電的同時傳輸4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號。非此標(biāo)準(zhǔn)信號不稱為兩線制。兩線制供電能力為：4mA×24V-接收儀表功耗-線路損耗。
原文：三線制：“指一根線為電源正線，一根線為信號正線，一根線為電源負(fù)線和信號負(fù)線的公共線；一般用于1-5V信號傳輸”。
辨識：三線制的三根線是：一根為電源線（通常為24VDC+），一根為信號線，一根為電源與信號的公共線，用于電壓參考點和電流回路。當(dāng)用兩線制提供的功率不足以給儀表供電時，采用三線制方式，信號為4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號。1-5V信號只采用兩根線即可。通常在4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號回路中串聯(lián)250Ω電阻獲得。
原文：四線制：“指電源兩根線，信號兩根線。電源和信號是分開工作的。即在三線制的基礎(chǔ)上，信號線有自己的地，不和電源線共地。自己的電流是總電流的一部分，且因為不和電源共地而相比三線制它的電流可能難于計算?！?/span>
辨識：四線制信號的儀表是指：供電回路和信號回路各自獨立，采用隔離電路分開，用于隔離的4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號。所以信號一定是隔離的，通常不接地。電源可以是24VDC，也可以是220VAC。220VAC供電的儀表一定是四線制。
四線制并不是在三線制的基礎(chǔ)上“信號與電源不共地”演變的，信號電流也不是總電流的一部分。電源電流是儀表額定功率與供電電源之比。
2 、 三種線制的異同
原文：二線制、三線制、四線制各自的優(yōu)缺點
辨識：三種線制是根據(jù)儀表供電需要選擇的，并不可簡單比較其優(yōu)缺點。
原文：二線制的優(yōu)點是接線簡單，只適用一般功率小的一次傳感器，如：壓力變送器、差壓變送器、溫度變送器、電容式液位計、射頻導(dǎo)納、電磁流量計、渦街流量計等。傳感器本身用電由二線制中得到，是必影響其帶載能力。
辨識：二線制4-20mA信號是國際標(biāo)準(zhǔn)信號制，用于電動單元組合儀表、各種小功率變送器、傳感器等。由于儀表通常采用24VDC標(biāo)準(zhǔn)供電電壓，所以供電功率有一定限制。
原文：三限制的優(yōu)點是熱電阻采取三線制接法，是為了打消銜接導(dǎo)線電阻惹起的丈量偏差。這是由于丈量熱電阻的電路個別是不均衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其銜接導(dǎo)線(從熱電阻到中控室)也成為橋臂電阻的一部門，這一部門電阻是未知的且隨情況溫度變更，形成丈量偏差。采取三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其他兩根分辨接到熱電阻地點的橋臂及與其相鄰的橋臂上，如許打消了導(dǎo)線線路電阻帶來的丈量偏差。
辨識：熱電阻有二根線、三根線、四根線的不同接法，但不是標(biāo)準(zhǔn)信號，與三種線制的標(biāo)準(zhǔn)信號不一樣，不能混為一談！“是必”、“打消”、“丈量”、“銜接”、“部門電阻”、“分辨接到”、“如許”等用詞錯誤！應(yīng)為：勢必、減少、測量、連接、部分電阻、分別接到、實現(xiàn)等等。三線制的用途是：當(dāng)用于兩線制提供的功率不足以給儀表供電時，采用三線制為儀表供電。
原文：四線制的優(yōu)點是由于是將電源和功率分開，所以本機(jī)的功率與信號是沒有功率上的關(guān)聯(lián)的，適用于大功率的的傳感器，如超聲波（由于其為了加大抗干擾能力，所以發(fā)射的功率會很大，所以此款產(chǎn)品選型時要盡量四線的，二線的一般抗干擾能力較弱），就不能作成2線的，只能是4線，分別是工作電源2個，輸出2個。
辨識：“將電源和功率分開”應(yīng)該是“供電和信號分開”。“本機(jī)的功率與信號是沒有功率上的關(guān)聯(lián)的”的說法不準(zhǔn)確！儀表額定功率是負(fù)載功率加上本機(jī)消耗功率，信號負(fù)載功率是包括在儀表額定消耗功率中的?！盀榱思哟罂垢蓴_能力，所以發(fā)射的功率會很大”這句話也不準(zhǔn)確。超聲波儀表消耗功率較大是為了獲得較大的超聲波探測信號的強(qiáng)度，使檢測端獲得足夠的信號強(qiáng)度，得到較好的檢測信號。“抗干擾”是一個范圍較廣的詞，可以是電磁干擾、環(huán)境條件干擾、同類雜散信號干擾等?？垢蓴_措施是復(fù)雜的綜合措施，也不是僅僅靠提高功率實現(xiàn)的。“電源2個，輸出2個”應(yīng)該是電源兩線、信號兩線。
3 、一種線制只有一種接線方式
原文：在傳感器的大家庭中除了有兩線制傳感器，還有三線制、四線制傳感器；不僅是傳感器，像變送器、液位計，流量計等都有不同的接線方式……
辨識：線制和接線方式是兩碼事，每一種線制只有一種接線方式。
4、線制與干擾沒有關(guān)系
原文：二線制傳感器與三線制傳感器的區(qū)別？
二線制與三線制 (一根正電源線，兩根信號線，其中一根共GND)和四線制(兩根正負(fù)電源線，兩根信號線)相比，兩線制的優(yōu)點是：
辨識：三線制是：一根電源線（通常為24VDC+），一根信號線，一根電源與信號的公共線。
原文：①不易受寄生熱電偶和沿電線電阻壓降和溫漂的影響，可用非常便宜的更細(xì)的導(dǎo)線；可節(jié)省大量電纜線和安裝費用；
辨識：完全錯誤！兩線制的優(yōu)點是僅用兩根導(dǎo)線完成供電和信號傳輸，節(jié)省導(dǎo)線。什么叫“寄生熱電偶”？無論幾線制都有線路電阻，兩線制并不能減少線路電阻的影響?！皽仄笔莻鞲衅鞯膮?shù)，不是線制的參數(shù)。
原文：②在電流源輸出電阻足夠大時，經(jīng)磁場耦合感應(yīng)到導(dǎo)線環(huán)路內(nèi)的電壓，不會產(chǎn)生顯著影響，因為干擾源引起的電流極小，一般利用雙絞線就能降低干擾；二線制與三線制必須用屏蔽線，屏蔽線的屏蔽層要妥善接地；
辨識：這句話含義不明確。即使電流源內(nèi)阻很大，但信號負(fù)載是一定的（通常是250Ω）干擾信號也足以影響測量信號，不論導(dǎo)線電流大小，都會有影響，否則后面就不需要降低干擾的措施了。電磁感應(yīng)產(chǎn)生的是電流，而不是電壓。是否采用屏蔽線與二線制與三線制無關(guān)，與干擾環(huán)境有關(guān)，并不是“必須”用屏蔽線。一般地，標(biāo)準(zhǔn)信號導(dǎo)線在導(dǎo)線路徑?jīng)]有電磁場的情況下是不用雙絞線的?！巴咨平拥亍钡恼f法并不準(zhǔn)確，怎樣才算妥善？
原文：③電容性干擾會導(dǎo)致接收器電阻有關(guān)誤差，對于4-20mA二線制環(huán)路，接收器電阻通常為250Ω（取樣Uout=1-5V）這個電阻小到不足以產(chǎn)生顯著誤差，因此，可以允許的電線長度比電壓遙測系統(tǒng)更長更遠(yuǎn)；
辨識：干擾導(dǎo)致的是信號誤差，不是“接收器”電阻的誤差。干擾電流在250Ω信號電阻上產(chǎn)生的信號誤差是不可小視的，因此才需要采取減少干擾電流的措施。電線長度比“電壓遙測系統(tǒng)”的什么更長更遠(yuǎn)？
原文：④各個單臺示讀裝置或記錄裝置可以在電線長度不等的不同通道間進(jìn)行換接，不因電線長度的不等而造成精度的差異，實現(xiàn)分散采集，分散式采集的好處就是：分散采集，集中控制。
辨識：這段話與線制無關(guān)，更不是二線制的特點。
原文：⑤將4mA用于零電平，使判斷開路與短路或傳感器損壞（0mA狀態(tài)）十分方便。
辨識：4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號的4mA并不是“零電平”，二是測量的物理信號的起點，也就是測量信號的零點。比原來的0mA容易區(qū)別零信號、起始零點和線路故障。
原文：⑥在兩線輸出口非常容易增設(shè)一兩只防雷防浪涌器件，有利于安全防雷防爆。
辨識：電涌防護(hù)器的安裝與線制無關(guān)，有兩線制、三線制、四線制的品種和不同防護(hù)需要的規(guī)格。防雷器件與防爆無關(guān)！
5、信號線制與熱電阻接線法不同
原文：二線制沒有線路電阻補(bǔ)償，配線簡單，但要帶進(jìn)引線電阻的附加誤差。因此不適用制造A級精度的熱電阻，且在使用時引線及導(dǎo)線都不宜過長。正確的說法是：熱電阻二線接線法沒有線路平衡補(bǔ)償，會由于線路電阻引起測量誤差。
辨識：信號線制是指儀表供電和標(biāo)準(zhǔn)信號傳輸采用的導(dǎo)線數(shù)。熱電阻的引線根數(shù)是指接線方法。二者不是一回事兒，不能混為一談。儀表的信號線制是固定的規(guī)格，不能改變。熱電阻的引線根數(shù)可以根據(jù)需要采用。
原文：三線制有線路電阻補(bǔ)償，可以消除引線電阻的影響，測量精度高于2線制。作為過程檢測元件，其應(yīng)用最廣。
辨識：正確的說法是：熱電阻三線接線法有線路平衡導(dǎo)線，用于測量補(bǔ)償，可以消除由于線路電阻引起測量誤差。三線接線法并不是過程檢測元件，后一句話意義不明確。
原文：兩線制傳感器電阻變化值與連接導(dǎo)線電阻值共同構(gòu)成傳感器的輸出值，由于導(dǎo)線電阻帶來的附加誤差使實際測量值偏高，用于測量精度要求不高的場合，并且導(dǎo)線的長度不宜過長。
辨識：正確的說法是：熱電阻二線接線法。
原文：三線制：要求引出的三根導(dǎo)線截面積和長度均相同，測量鉑電阻的電路一般是不平衡電橋，鉑電阻作為電橋的一個橋臂電阻，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到鉑電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，當(dāng)橋路平衡時，導(dǎo)線電阻的變化對測量結(jié)果沒有任何影響，這樣就消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差，但是必須為全等臂電橋，否則不可能完全消除導(dǎo)線電阻的影響。采用三線制會大大減小導(dǎo)線電阻帶來的附加誤差，工業(yè)上一般都采用三線制接法。
辨識：正確的說法是：熱電阻三線接法采用三根同樣截面積和長度的導(dǎo)線，分別正確接入測量電橋的兩個橋臂和供電端，用來消除線路電阻的影響。由于儀表的接線和應(yīng)用都有說明書，并不涉及內(nèi)部接線，所以正確按照說明書接線即可。
6、熱電阻接線法的區(qū)別
原文：二線制熱電阻與三線制熱電阻、四線制熱電阻的區(qū)別？
辨識：熱電阻沒有信號線制，只有接線方法的不同。同一只熱電阻可以采用二線、三線、四線等接線方法。
原文：二線制沒有線路電阻補(bǔ)償，配線簡單，但要帶進(jìn)引線電阻的附加誤差。因此不適用制造A級精度的熱電阻，且在使用時引線及導(dǎo)線都不宜過長
三線制有線路電阻補(bǔ)償，可以消除引線電阻的影響，測量精度高于2線制。作為過程檢測元件，其應(yīng)用最廣。
四線制在熱電阻的根部兩端各連接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉(zhuǎn)換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至PLC。這種引線方式可完全消除引線的電阻影響，但成本較高，主要用于高精度的溫度檢測。
辨識：準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是：熱電阻的二線、三線、四線接線方法?！白鳛檫^程檢測元件”應(yīng)為這種接線法。
7、二線制變送器
原文：二線制變送器與三線制變送器、四線制變送器的區(qū)別？
實現(xiàn)二線制變送器必須同時滿足以下條件:
①V≤Emin-ImaxRLmax
變送器的輸出端電壓V等于規(guī)定的最低電源電壓減去電流在負(fù)載電阻和傳輸導(dǎo)線電阻上的壓降。
②I≤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。
辨識：準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是：變送器的正常工作電流就是變送器的輸出信號電流。這是固有特點，不是條件。
③P＜Imin(Emin-IminRLmax)
變送器的最小消耗功率P不能超過上式，通常＜90mW。
式中：Emin=最低電源電壓，對多數(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)線電阻。原文：如果變送器在設(shè)計上滿足了上述的三個條件，就可實現(xiàn)兩線制傳輸。所謂二線制即電源、負(fù)載串聯(lián)在一起，有一公共點，而現(xiàn)場變送器與控制室儀表之間的信號聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線，這兩根電線既是電源線又是信號線。二線制變送器由于信號起點電流為4mADC，為變送器提供了靜態(tài)工作電流，同時儀表電氣零點為4mADC，不與機(jī)械零點重合，這種“活零點”有利于識別斷電和斷線等故障。而且二線制還便于使用安全柵，利于安全防爆。
辨識：只有1、3兩個條件，如果是本安系統(tǒng)，還要減去安全柵上的電壓降。二線制的定義不是“電源、負(fù)載串聯(lián)在一起，有一公共點”，而是兩根線供電的同時傳輸4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號，這兩根電線既是電源線又是信號線。“信號聯(lián)絡(luò)”應(yīng)為信號傳輸；“儀表電氣零點”應(yīng)為信號起始點。最后一句：“二線制還便于使用安全柵”不對！二線制、三線制、四線制都有相應(yīng)配套的安全柵，用于本安系統(tǒng)，無所謂“便于”。
8 、三線制變送器
原文：有的儀表廠為了減小變送器的體積和重量、并提高抗干擾性能、減化接線，而把變送器的供電由220VAC改為低壓直流供電，如電源從24VDC電源箱取用，由于低壓供電就為負(fù)線共用創(chuàng)造了條件，這樣就有了三線制的變送器產(chǎn)品。
辨識：三線制儀表并不是由220VAC供電的四線制儀表演變而來，也并不是為了減小變送器的體積和重量，而是根據(jù)儀表需要的供電功率設(shè)計的。用24VDC供電的目的是減少220VAC供電的儀表，減少非安全電壓供電。三線制儀表也并不因此比四線制儀表的抗干擾性能好。
原文：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二線制、三線制、四線制接線形式。對于用戶而言，選型時應(yīng)根據(jù)本單位的實際情況，如信號制的統(tǒng)一、防爆要求、接收設(shè)備的要求、投資等問題來綜合考慮選擇。
辨識：儀表選型并不需要考慮線制問題，只需要根據(jù)所選的儀表線制正確接線。
9、四線制變送器
原文：由于4-20mADC(1-5VDC)信號制的普及和應(yīng)用，在控制系統(tǒng)應(yīng)用中為了便于連接，就要求信號制的統(tǒng)一，為此要求一些非電動單元組合的儀表，如在線分析、機(jī)械量、電量等儀表，能采用輸出為4-20mADC信號制，但是由于其轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜、功耗大等原因，難于全部滿足上述的三個條件，而無法做到二線制，就只能采用外接電源的方法來做輸出為4-20mADC的四線制變送器了。
辨識：儀表信號的傳輸一定是同一種規(guī)格的信號，否則信號接收儀表是不能接收和識別的，不是便于連接的問題。電動單元組合儀表也有四線制儀表，例如：DDZ-Ⅱ型儀表。四線制儀表多數(shù)是采用220VAC供電的儀表，或者需要供電功率較大的儀表。
原文：四線制變送器供電大多為220VAC，也有供電為24VDC的。輸出信號有4-20mADC，負(fù)載電阻為250Ω，或者0-10mADC，負(fù)載電阻為0-1.5KΩ；有的還有mA和mV信號，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。
辨識：從1980年代，四線制儀表已經(jīng)全部采用4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號，淘汰了0-10mADC信號制。除了熱電偶信號是自生的mV信號外，沒有mV類的標(biāo)準(zhǔn)信號。輸出信號儀表的負(fù)載電阻就是信號接收儀表的輸入電阻，是由信號接收儀表的輸入電路和信號辨識需要而定的。大多數(shù)為250Ω，一般地，從50-750Ω，不可能為零。
10、儀表的接線和信號的隔離
原文：要指出的是三線制和四線制變送器輸出的4-20mADC信號，由于其輸出電路原理及結(jié)構(gòu)與二線制的是不一樣的，因此在應(yīng)用中其輸出負(fù)端能否和24V電源的負(fù)線相接?能否共地?這是要注意的，必要時可采取隔離措施，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。
辨識：儀表接線應(yīng)該按照使用說明書接線，不能隨意。也不需要注意“共地”等問題。儀表的共地有特定的含義，不是儀表電源和信號的“共地”和線制問題。隔離措施是采用隔離器，不是配電器和安全柵。隔離式安全柵有隔離作用，但主要目的是構(gòu)成本安系統(tǒng)。采用隔離措施并不意味著與其它儀表“共電”、“共地”，這是另外一個大的話題：隔離器的應(yīng)用。
11、信號線制不可改變
原文：那么既然有二線制、三線制和四線制之分，那么這些接線之間，可以互相更換接線方式嗎？下面一起看看，如何二線改四線，四線改二線？
從上述可知各種線制變送器都能存在，那總是有存在的理由，否則就不會有那么多的線制了，由用戶來改動線制是很困難的，再者實際意義也不大。
辨識：儀表設(shè)計定型成為產(chǎn)品，線制就是固定的規(guī)格之一，不可改變。不同的線制有不同的用途，這是儀表本身設(shè)計時考慮的問題，不是儀表使用考慮的問題。儀表使用只需要按照說明書接線。
原文：如果要把傳輸信號為0-10mADC的四線制變送器改為二線制，首先遇到的問題，就是其起始電流為零，在電流為零狀態(tài)下，變送器的電子放大器是無法建立工作點的，因此將難于正常工作。如果用直流電源，并保證儀表原來的恒流特性，當(dāng)變送器在負(fù)載電阻為0-1.5KΩ時，與其串聯(lián)的反饋動圈電阻2KΩ左右，當(dāng)輸出為10mA時，這兩部分的電壓降將大于24V,也就是說用24VDC供電，負(fù)載為0-1.5KΩ時，要保證恒流特性是不可能的，也就談不上用兩線制傳輸了。
辨識：儀表定型生產(chǎn)時，信號規(guī)格就是一定的了，使用者是不能改變的。改變已有儀表的線制沒有任何意義，也不可能改變。任何試圖改變都是徒勞的。
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