两线制三线制四线制变送器工作原理接线图解

两线制三线制线制的原理及其区别

两线制、三线制、四线制的原理及其区别所谓的两线制、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。

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。

因为要实现两线制变送器必须同时满足以下条件:

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和传输导线电阻

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。

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。

两线制、三线制、四线制的原理及其区别复习进程

两线制、三线制、四线制的原理及其区别

两线制、三线制、四线制的原理及其区别所谓的两线制、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0TOMa.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。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。

因为要实现两线制变送器必须同时满足以下条件：

1. V

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

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 v Imi n(Emi n-lmi nRLmax)

仪表及自动化-4、二线制、三线制、四线制

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。
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。
பைடு நூலகம்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。
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。

两线制三线制四线制变送器工作原理接线图解

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两线制三线制四线制变送器工作原理接线图解

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)。

两线制变送器接线示意图。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。

三线制变送器接线示意图。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。

四线制变送器接线示意图。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。

两线制三线制四线制的原理及其区别

1.两线制（又称为单线制或半双工制）：

两线制中，只有两根导线进行数据传输，通常是一根用于传输数据，

另一根用于接收数据。发送和接收数据必须交替进行，无法同时进行。两

线制通常使用的是RS-232C标准。

两线制的传输原理：数据通过不同的电压表示不同的二进制数，例如

正电压表示“1”，负电压表示“0”。发送端将二进制码转换为相应的电

压信号，经过传输线传输到接收端，接收端将电压信号转换为二进制码。

两线制的局限性：由于只有两根导线，发送和接收数据需要交替进行，并且不能同时进行，因此传输速度较慢。另外，两线制对于传输距离较长

的情况下易受到环境电磁干扰的影响。

2.三线制：

三线制是通过增加一根导线来实现双向通信的，发送端和接收端分别

连接了一根数据线和一根共享的地线。三线制通常使用的是RS-485标准。

三线制的传输原理：与两线制类似，数据通过不同的电压表示不同的

二进制数。发送端将二进制码转换为不同电压信号，这些信号通过数据线

传输到接收端，接收端将信号转换为二进制码。共享的地线用于提供信号

的参考电平。

三线制的优势：相较于两线制，三线制可以实现双向通信，发送和接

收数据可以同时进行，传输速度更快。此外，三线制还具有抗干扰能力强

的优势，适用于传输距离较长且环境电磁干扰较大的场景。

3.四线制：

四线制是通过增加一根导线来实现全双工通信的，发送端和接收端分

别连接了一根数据线和一根时钟线，另外还有两根引脚用于传输地线和电

源线。四线制通常使用的是USB（通用串行总线）标准。

四线制的传输原理：发送端将数据和时钟信号发送到接收端，接收端

热电阻二、三、四线制的接线的意义

一．大家都知道热电阻的原理是基于两线制，而我们为了消除一部分引线所带来了的误差故采用三线制，四线制可以说是更好的（或完全）消除引线误差。

二．热电阻测温原理是温度与阻值的一一对应关系。当进行温度显示时，一定要用导线将热电阻和显示仪表连起来，这样连接导线的阻值势必要造成测量系统的附加的系统误差，而且导线越长越细，误差就越大。两线制接法无法克服这一误差。三线、四线制接法可以减少或消除这一系统误差。

三．三线制热电阻与温度采集模块连接图如下图所示

在采集模块中A、B两个端子是用来接收电压信号的，一般是毫伏级电压信号。C端是一个电流输出端子，工作时由采集模块输出一个恒定的电流信号。这样在热电阻C、B端会流过一个恒定的电流，当温度变化时，热电阻的阻值变化，这样，A、B端的电压信号就随着温度的变化而线性变化。达到测温的目的。

一般的温度表C端的输出电流是厂家设置的，只需要接线即可

学习?热电阻温度测量原理（二三四线制）

学习¦热电阻温度测量原理（二三四线制）

测温原理：热电阻（如Pt100）是利用其电阻值随温度的变化而变化这一原理制成的将温度量转换成电阻量的温度传感器。温度变送器通过给热电阻施加一已知激励电流测量其两端电压的方法得到电阻值（电压/电流），再将电阻值转换成温度值，从而实现温度测量。热电阻和温度变送器之间有三种接线方式：二线制、三线制、四线制。二线制如图1。变送器通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流I，测得电势V1、V2......

测温原理

热电阻（如Pt100）是利用其电阻值随温度的变化而变化这一原理制成的将温度量转换成电阻量的温度传感器。

温度变送器通过给热电阻施加一已知激励电流测量其两端电压的方法得到电阻值（电压/ 电流），再将电阻值转换成温度值，从而实现温度测量。

热电阻和温度变送器之间有三种接线方式：二线制、三线制、四线制。

二线制

如图1。变送器通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流I，测得电势V1、V2。

计算得Rt：

由于连接导线的电阻RL1、RL2无法测得而被计入到热电阻的电阻值中，使测量结果产生附加误差。如在100℃时Pt100热电阻的热电阻率为0.379Ω/℃，这时若导线的电阻值为2Ω，则会引起的测量误

差为5.3 ℃。

三线制

是实际应用中最常见的接法。如图2，增加一根导线用以补偿连接导线的电阻引起的测量误差。三线制要求三根导线的材质、线径、长度一致且工作温度相同，使三根导线的电阻值相同，即RL1=RL2=RL3。通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流I，测得电势V1、V2、V3。导线L3接入高输入阻抗电路，IL3=0。

2线制4线制仪表和ABB及西门子PLC连接方法

2/4线制仪表和西门子/ABB PLC连接方法

什么是仪表的

2线制，

3线制以及4线制，可以参考我的百度文库另一篇文章：“仪表二线制三线制四线制”。

正常工业自动化中，我们一般使用的仪表基本都是2线制和4线制，常见的2线制仪表有热电阻，热电偶之类的温度变送器，像温度变送器如图1不打开是不知道它输出的是电阻

信号还是电流信号的，打开若如图2，那输出的是电阻信号，需另加变送器给PLC采样电流

信号；如如图3，则自带变送器，PL可直接采样电流信号。

图1 图2 图3

1.对于西门子PLC，我们需要对硬件配置来选择2线制还是4线制：

拆下AI模塊，根據需要選擇對應的線制，如下，第一塊小板子是“C“對準上方，所以

選擇的是4線制，若需要改成2線制，需把小板子拿出來轉90度，讓“D”對準上方再

放進槽裏

此处C对准上方，

代表选择的4线制

此处D对准上方，

代表选择的2线制

D C

然后相应的在程序中硬件配置設置，設置完後需要把配置下載到PLC 。

2. 对于ABB PLC ，若采用的是AI810，则只需要对连接线进行更改就可以。

如果是2線制儀表，儀表的電源+接24V ，负接AI 的B ；如果是4線制儀表，儀表的电源+接AI 的B ，负接AI 的A ，儀表電源另外供，如下圖：

2线制 4线制

此处配置的CDDC ，和上图的硬件设置是完全对应的只接AI 810的B AI 810的A 和B 对应接仪表的负和正仪表侧2根线，电源和信号仪表侧4根线，电源正负和信号正负

AI 810和AI830的接线

端子都是A B C三排此外，对于热电阻，ABB PLC的AI830可以直接连接而无需通过温度变送器，如下：

仪表二线制三线制四线制

仪表的n线制

在谈论一些仪表时，我们经常会听到2线制，3线制以及4线制，本文从我们经常接

触的测温组件---热电偶及热电阻来介绍所谓的几线制。

1.热电偶

炉区加热均热段温度测量均采用热电偶测量。常见热电偶有以下几种：S型热电偶（伯铑10-伯热电偶），R型热电偶（伯铑13-伯热电偶），B型热电偶（伯铑30-伯铑6 热电偶），K型热电偶（银铭-银硅热电偶），N型热电偶（银铭硅-银硅热电偶），E型热电偶（镍铭-铜镍热电偶），J型热电偶（铁-铜镍热电偶），T型热电偶（铜-铜镍热电偶）。

CAL所采用的均是K型热电偶，K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中，广泛为用户所采用。K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中，其使用温度为-200〜1300℃。

接线方式区别于热电阻，热电偶只有2线制接法，但是热电偶会使用补偿导线做连接，为什么会用到补偿导线呢？具体原理在此不做介绍，大致是由于在工业温度测量中，热电偶使用的位置总是距控制仪表有一定距离，因此从热电偶的输出端到测量输入端，在增加的连接线不让其产生附加电动势，需使用补偿导线连接。不同类型的热电偶需使用不同的补偿导线，CAL使用的是K型热电偶，对应的补偿导线采用的是

ZR-KX-GFFRP o

现场连接如下:

XFO2

速接至PLC

的AI模现

祷僭醇^速至RIO檀端子排

2.热电阻

热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分（感温组件）是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上或通过激光溅射工艺在基片形成。当被测介质有温度梯度时，则所测得的温度是感温组件所在范围内介质层的平均温度。区别于热电偶，热电偶工作原理是基于赛贝克效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。

①两线制变送器接线示意图②三线制变送器接线示意图③AO当DO用

① 两线制变送器接线示意图
变送器
现场
② 三线制变送器接线示意图
变送器
现场
③ AO 当 DO 用：
DC24V
AG12 I1
UW2100 控制器
控制室
DC24V
AG12 I1
UW2100 控制器
Hale Waihona Puke Baidu控制室
UW2100 控制器
AO1+ AO1-
大于 1kΩ的线圈
AO 输出 20mA 时，AO 两端同时输出 DC20V，线圈吸合。 ④ DO 通道接继电器串接 24V 电源

两线制、三线制、四线制的原理及其区别

两线制、三线制、四线制的原理及其区别所谓的两线制、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。

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。

因为要实现两线制变送器必须同时满足以下条件:

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和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。

两线制三线制四线制的原理及其区别

两线制三线制四线制的原

理及其区别

Modified by JEEP on December 26th, 2020.

两线制、三线制、四线制的原理及其区别所谓的两线制、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，输出信号为0—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,联络信号采用，即采用电流传输、电压接收的信号系统。采用信号，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。

因为要实现两线制变送器必须同时满足以下条件:

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和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)

2线制和3线制的4-20mA电流环传输电路简介

1、为什么使用4-20mA电流环

在远距离、复杂的工业现场，常常需把远距离之外的信号采集回来，通常需要考虑几个问题：

（1）如果直接将采集的电压信号通过长线传输，信号在传输线上会受到噪声干扰；（2）超长的导线上会有不少压降，影响传输精度；

（3）如何为远端的采样电路提供电源，是个棘手的问题。

为了解决上述问题，我们可以使用电流来传输信号，4-20mA电流环就是应用于这一场景的标准。我们看看电流传输是如何解决上述问题的：

（1）如果传输电流信号，接收端的阻抗可以很小，所以噪声干扰不容易耦合进来；（2）电流信号在整个环路上任何一个地方测量都是一样的，再长的线也不会有精度损失；

（3）使用电流传输，远端可以通过传输线上的电流取电，不用额外提供电源。

4-20mA电流环在结构上，一般由两部分组成，即变送器和接收器。变送器一般位于远端，直接获取现场的传感器信号；而接收器一般位于计算机端，用于采集、存储信号。

4mA表示零信号，20mA表示满量程信号，4~20mA就能表示出一个模拟量。之所以不采用0mA作为零信号，是因为如果传输线断开，那么接收端可能错误地认为变送器在一直发送零信号；另一方面，传输线上保持一直有电流，则使得变送器从信号线上取电成为可能，这就是2线制电流环的设计理论基础。

4-20mA电流环有两种类型：2线制、3线制，下面分别介绍一下它们的原理。

2、3线制电流环工作原理

先讲容易理解的3线制电流环。

如下图所示，图中箭头为电流方向，红色为4-20mA电流信号线。

两线制、三线制、四线制的原理及其区别

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。

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。

因为要实现两线制变送器必须同时满足以下条件:

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和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。

两线制、三线制、四线制

两线制、三线制、四线制其工作原理和结构上的区别畅谈两线制、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。

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。

上图所示为两线制变送器接线示意图。两线制变送器如上图所示，其供电为24VDC，输出信号为DC4-20mA，负载电阻为250Ω，24V电源的负线电位最低，它就是信号公共线。

四线制变送器