基本介紹
- 中文名：四線制
- 外文名：four-wire system
- 領域：電子工程
概念解釋,二線制,三線制,四線制,各自優缺點,
概念解釋
幾線制的稱謂，是在兩線制變送器誕生後才有的。這是電子放大器在儀表中廣泛套用的結果，放大的本質就是一種能量轉換過程，這就離不開供電。因此最先出現的是四線制的變送器；即兩根線負責電源的供應，另外兩根線負責輸出被轉換放大的信號(如電壓、電流、等)。DDZ-II型電動單元組合儀表的出現，供電為220V.AC，輸出信號為0—10mA.DC的四線制變送器得到了廣泛的套用，目前在有些工廠還可見到它的身影。
七十年代我國開始生產DDZ-III型電動單元組合儀表，並採用國際電工委員會(IEC)的過程控制系統用模擬信號標準。即儀表傳輸信號採用4-20mA.DC，聯絡信號採用1-5V.DC，即採用電流傳輸、電壓接收的信號系統。採用4-20mA.DC信號，現場儀表就可實現兩線制。但限於條件，當時兩線制僅在壓力、差壓變送器上採用，溫度變送器等仍採用四線制。現在國內兩線制變送器的產品範圍也大大擴展了，套用領域也越來越多。同時從國外進來的變送器也是兩線制的居多。
二線制
兩線制變送器必須同時滿足以下條件：
2.變送器的正常工作電流I必須小於或等於變送器的輸出電流。
3.P<Imin(Emin-ImaxRLmax)，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，對多數儀表而言Emin=24(1-5%)=22.8V，5%為24V電源允許的負向變化量；Imax=20mA；Imin=4mA；RLmax=250Ω+傳輸導線電阻。
如果變送器在設計上滿足了上述的三個條件，就可實現兩線制傳輸。所謂兩線制即電源、負載串聯在一起，有一公共點，而現場變送器與控制室儀表之間的信號聯絡及供電僅用兩根電線，這兩根電線既是電源線又是信號線。兩線制變送器由於信號起點電流為4mA.DC，為變送器提供了靜態工作電流，同時儀表電氣零點為4mA.DC，不與機械零點重合，這種“活零點”有利於識別斷電和斷線等故障。而且兩線制還便於使用安全柵，利於安全防爆。
兩線制變送器如圖1所示，其供電為24V.DC，輸出信號為4-20mA.DC，負載電阻為250Ω，24V電源的負線電位最低，它就是信號公共線，對於智慧型變送器還可在4-20mA.DC信號上載入HART協定的FSK鍵控信號。
圖1
圖1三線制
有的儀表廠為了減小變送器的體積和重量、並提高抗干擾性能、減化接線，而把變送器的供電由220V.AC改為低壓直流供電，如電源從24V.DC電源箱取用，由於低壓供電就為負線共用創造了條件，這樣就有了三線制的變送器產品。
圖2四線制
由於4-20mA.DC(1-5V.DC)信號制的普及和套用，在控制系統套用中為了便於連線，就要求信號制的統一，為此要求一些非電動單元組合的儀表，如線上分析、機械量、電量等儀表，能採用輸出為4-20mA.DC信號制，但是由於其轉換電路複雜、功耗大等原因，難於全部滿足上述的三個條件，而無法做到兩線制，就只能採用外接電源的方法來做輸出為4-20mA.DC的四線制變送器了。
四線制變送器如圖3所示，其供電大多為220V.AC，也有供電為24V.DC的。輸出信號有4-20mA.DC，負載電阻為250Ω，或者0-10mA.DC，負載電阻為0-1.5KΩ；有的還有mA和mV信號，但負載電阻或輸入電阻，因輸出電路形式不同而數值有所不同。
圖3
圖3各自優缺點
三線制的優點是熱電阻採取三線制接法，是為了打消銜接導線電阻惹起的丈量偏差。這是由於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。採取三線制，將導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，如許打消了導線線路電阻帶來的丈量偏差。
四線制的優點是由於是將電源和功率分開，所以本機的功率與信號是沒有功率上的關聯的，適用於大功率的的感測器，如超聲波（由於其為了加大抗干擾能力，所以發射的功率會很大，所以此款產品選型時要儘量四線的，二線的一般抗干擾能力較弱），就不能作成二線的，只能是四線，分別是工作電源兩個，輸出兩個。
