两线制变送器和四线制信号传输方式
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。
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,这两根电线既就是电源线又就是信号线。
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”有利于识别断电与断线等故障。
变送器的二线制
变送器的二线制，三线制，四线制在我们的日常生活和工作中，需要对各种信号进行测量比如电压、电流、温度┅┅等。
由于测量的信号是各种各样、千变万化要对这些繁多的信号进行直接的测量是不可能的，要进行测量该怎么办呢？通常的做法是：首先对于不同的信号通过不同的转换装置把它转换成标准的直流信号，标准的直流信号与测量信号成线性的比例关系，我们把这一标准直流信号称为模拟信号。
也就是变送器的输出信号，它通常是4~20mA、┅┅0~10V等。
只要对不同变送器输出的模拟信号进行测量，就可以知道不同测量信号的值。
我们把这种能够把不同信号变成标准模拟信号的转换装置称为变送器，它主要分为两大类：变换测量信号是电信号的叫电量变送器，另一类统称为非电量变送器。
变送器有输入、输出还要有工作电源也称辅助电源，对于输出和辅助电源接出、接入需要用二对四根导线，能不能保证正常运行的情况下少用一点导线呢，很多情况下是可以实现的，现分别介绍如下：二线制：变送器的输出在4～20毫安时变速器通常可以设计成输出和辅助电源共用一对线。
由于输出和辅助电源使用了两根线我们把这种输出的变送器叫住二线制变送器，变送器输出与辅助电源接线见图1。
对于二线制变送器在输入从0到满度变化的时候，流过电阻R电流是4～20毫安，由于电阻式串在电源的回路中，我们可以这样来认为：当变送器输入从0到满度变化的时候辅助电源的电流是4～20mA变化。
由于变送器对于内部的电路要消耗电源在二线制电路中该指标不得大于4mA，另外变送器的辅助电源必须是直流，否则变送器就无法保证4～20mA的正常输出。
三线制：在现实中有些变送器的变换电路比较复杂其电源的消耗往往会大于4毫安，辅助电源也会有交流供电的情况，有些输出要求从0开始如0~10V等，二线制变送器无法实现，这样就有了三线制输出的变送器，变送器的输出、电源用三根线，它们分别是电源，输出、地也就是变送器输出和电源共地，接线见图2。
四线制：上面的两种变送器辅助电源和变送器输出没有隔离，辅助电源供电过高的时候比如220伏是无法实现二线制；三线制传输的，是就只能回到刚开始的传输方式：辅助爹也用于对一些都好辅助电源用一对线，变送器输出用一对线它们之间是隔离的。
二线制、三线制和四线制传感器(变送器)简介.pptx
三者的工作原理不同。 两线制传感器（变送器）一般是电流型（4-20mA），信号是以电流的形式传输，抗干扰能力相比电压 型输出型较高。 三线制传感器（变送器）和四线制传感器（变送器）既可以是电流型，也可以是电压型，但多为电 压 型。 四线制传感器（变送器），其供电大多为 AC 220V，少数供电为 DC 24V。 由于三者的工作原理不同，因此三者的接线方式各不一样。
8. 二线制、三线制和四线制传感器（变送器）工作原理图
图 4 二线制传感器（变送器）工作原理图
图 5 三线制传感器（变送器）工作原理图
图 6 四线制传感器（变送器）工作原理图
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学海无涯
二线制、三线制和四线制传感器（变送器）简介
一、定义
两线制传感器（变送器）：传感器（变送器）仅用两根导线，这两根线既是电源线，又是信号线。 三 线制传感器（变送器）：传感器（变送器）仅用三根导线，一根正电源线，一根信号线，另一根信 号线与负电源线（GND）共用。 四线制传感器（变送器）：传感器（变送器）用四根导线，两根电源线，两根独立信号线。
6. 四线制 4-20mA 电流输出型传感器（变送器）的信号线断线时，用万用表的电压档测量电压为DC 24V。其负载为 250Ω时：被测量为最小值时，电压为 DC 1V；被测量为最大值时，电压为DC 5V。 7. 测量元件在测量电压信号时，采用直接测量的方式测量；测量元件在测量 4-20mA 电流信号时，在 其 测量回路中串联一个 250Ω/510Ω的电阻将 4-20mA 电流信号转化为 1-5V/2-10V 的电压信号。
4. 两线制 4-20mA 电流输出型传感器（变送器）的信号线断线时，用万用表的电压档测量电压为DC 24V。其负载为 250Ω时：被测量为最小值时，电压为 DC 23V；被测量为最大值时，电压为 DC 19V。
DCS中两线制与四线制的互换接法研究
DCS中两线制与四线制的互换接法研究张倍摘要本文介绍了DCS中两线制与四线制的原理及区别，以艾默生DeltaV系统为例，分析了一种两线制变送器接入四线制卡件和四线制信号接入两线制卡件的方法。
并对该方法进行了验证总结。
关键字DCS 两线制四线制在DCS的模拟量输入信号中，4-20mA信号已经成为仪表及变送器所使用的标准信号，得到了普遍的使用。
但在实际使用中，由于变送器配电方式的不同，4-20mA 信号变送器又分为两线制、三线制和四线制等。
其中三线制已不多见，两线制与四线制在工厂中已大量使用。
在DCS中，对4-20mA信号的接入不同厂家存在差异，有的需要组态，有的需要跳线，有的更换端子，有的提供多个端子按需要接入。
本文所采用的艾默生DeltaV系统，采用的是同卡件更换不同的接线端子的方法区分两线制和四线制信号的接入。
在工厂中，由于接线端子已经按照最初设计配好数量和位置，在后续生产过程中，如果出现需要增加一个两线制或四线制点位，但对应端子没有富裕，就存在需要将两线制信号接入四线制端子上或将四线制信号接入两线制端子上的情况，以满足实际需求。
本文对此方法进行了研究。
1.DCS中两线制与四线制的原理及区别1.1两线制原理所谓两线制即电源、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。
图1 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，对于智能变送器还可在4-20mA.DC信号上加载HART协议的FSK键控信号。
1.2四线制原理由于4-20mA.DC(1-5V.DC)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，难于全部满足上述的三个条件，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。
铂电阻两线制、三线制、四线制接法作用区别(分享借鉴)
传感器的结构：两线制：传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长。
三线制：要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响。
采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。
四线制：当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量未知电阻上的压降，计算得出电阻值几线制是指的信号采用几根线来定义的.电流输出型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。
最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。
当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器。
其实大家可能注意到，4-20mA电流本身就可以为变送器供电，如图1所示。
变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。
显示仪表只需要串在电路中即可。
这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。
工业电流环标准下限为4mA，因此只要在量程范围内，变送器至少有4mA供电。
这使得两线制传感器的设计成为可能。
在工业应用中，测量点一般在现场，而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。
两者之间距离可能数十至数百米。
按一百米距离计算，省去2根信号传输导线意味着成本降低近百元！另外四线制变送器和三线制变送器因导线内电流不对称必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首选。
两线制与四线制的区别
模拟量二线制和四线制一、不管四线制、两线制，所有的传感器都需要外部供电。
这个外部供电可以是PLC的直流电源也可以是外部开关电源。
二、两线制就是电源和信号用同一组线，而四线制就是信号和电源分开的，各有正负两根线。
三、先做如下约定：电源正（记为1），电源负（记为2），采集模块信号正（记为3），采集模块信号负（记为4），传感器信号正（记为5），传感器信号负（记为6）。
对于四线制传感器还有：传感器电源正（记为7），传感器电源负（记为8）。
对于两线制传感器，接法如下：1-5，2-4，3-6；（电流只有一个回路：1->5->6->3->4->2）对于四线制，接法则为：1-7，2-8，3-5，4-6。
（电流有两个回路：1->7->8->2；5->3->4->6）四、对于模拟量模块，其本身要工作也要供电，别忘了接线。
一般输出的信号是电流4-20MA，0-20MA，或电压0-5V，1-5V，0-10等，通常电流型的是二线或四线制，电压的三线制输出。
目前市的变频器很多是没有24VDC供电电源的，大部份是10V，有些功耗较大的变送器，10VDC的电源无法带动，那么只能外接供电源24VDC。
这样变频器就出现了四个接线端子：供电+，供电-，反馈+和反馈-。
电流型四线制接线方式：电源+==供电+；电源-==供电-；信号+==反馈+，信号-==反馈-。
电流型二线制接比方式：电源+==供电+；信号+==反馈+，供电-==反馈-。
电压型三线制接线方式：电源+==供电+；电源-（信号-）==供电-；信号+==反馈+，电源-（信号-）产品类型：SM331问题：两线制电流和四线制电流的区别?用户在使用电流传感器或者电流变送器时，经常分不清什么是两线制电流，什么是四线制电流。
绝大多数的用户认为，只要接两根线的电流信号就是两线制电流信号，这样的观点是不正确的。
两线制电流和四线制电流都只有两根信号线，它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。
浅谈两线制与四线制信号接法
1 两线制与四线制的由来与区别 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。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，电源可以是DC24V，也可以是AC220V，但 大多为AC220V。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标准信号不称为两线制。二线制供电为 DC24V，输出信号为DC4-20mA。
首先要找到PLC模块说明书，分析PLC模块的信号的处理 方式，然后根据模块的接线方式进行改造，下面以siemens公司 ET200S模拟量AI四线制模块（6ES7134-4GB11-0AB0）和AI两 线制模块（6ES7134-4GB51-0AB0）分别接两线制和四线制信 号进行介绍。
3.1 两线制仪表信号接入四线制模块 四线制模块（6ES7134-4GB11-0AB0）方框图[1]如图1所 示，我们以一路信号进行说明，1、2可接一路4-20mA信号， 3、4可提供24V电源。 现场有一台压力变送器（需要接入24V电源），要接入 四线制模块，压力变送器工作需要24V电源，同时PLC模块需 要接收4-20mA信号，我们可以将模块端子3接现场仪表+端，
科学与信息化2021年6月上 79
TECHNOLOGY AND INFORMATI四线制信号接法
李奇峰 欧晟绿色燃料（揭阳）有限公司 山西 定襄县 035400
摘 要 本文主要介绍了两线制与四线制仪表信号不同情况的接法，尤其在紧急情况下，二线制信号如何接入四线 制模块，四线制信号如何接入两线制模块。 关键词 两线制；四线制；仪表信号；模块
什么是变送器的二线制和四线制信号传输方式
什么是变送器的二线制和四线制信号传输方式？......什么是......二线制传输方式中，供电电源、负载电阻、变送器是串联的，即二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号，目前大多数变送器均为二线制变送器；四线制方式中，供电电源、负载电阻是分别与变送器相连的，即供电电源和变送器输出信号分别用二根导线传输。
......请看变送器八问八答。
一．什么是两线制电流变送器?什么是两线制?两线制有什么优点?两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线，这两根线既是电源线，又是信号线。
两线制与三线制(一根正电源线，两根信号线,其中一根共GND) 和四线制(两根正负电源线，两根信号线,其中一根GND)相比，两线制的优点是：1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响，可用非常便宜的更细的导线；可节省大量电缆线和安装费用；2、在电流源输出电阻足够大时，经磁场耦合感应到导线环路内的电压，不会产生显著影响，因为干扰源引起的电流极小，一般利用双绞线就能降低干扰；两线制与三线制必须用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层要妥善接地。
3、电容性干扰会导致接收器电阻有关误差，对于4～20mA两线制环路，接收器电阻通常为250Ω（取样Uout=1～5V）这个电阻小到不足以产生显著误差，因此，可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远；4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接，不因电线长度的不等而造成精度的差异，实现分散采集，分散式采集的好处就是：分散采集，集中控制....5、将4mA用于零电平，使判断开路与短路或传感器损坏（0mA状态）十分方便。
6,在两线输出口非常容易增设一两只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。
三线制和四线制变送器均不具上述优点即将被两线制变送器所取代，从国外的行业动态及变送器心片供求量即可略知一斑，电流变送器在使用时要安装在现场设备的动力线上，而以单片机为核心的监测系统则位于较远离设备现场的监控室里，两者一般相距几十到几百米甚至更远。
什么是变送器的二线制和四线制信号传输方式.
什么是变送器的二线制和四线制信号传输方式二线制传输方式中，供电电源、负载电阻、变送器是串联的，即二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号，目前大多数变送器均为二线制变送器；四线制方式中，供电电源、负载电阻是分别与变送器相连的，即供电电源和变送器输出信号分别用二根导线传输。
......请看变送器八问八答。
一．什么是两线制电流变送器?什么是两线制?两线制有什么优点?两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线，这两根线既是电源线，又是信号线。
两线制与三线制(一根正电源线，两根信号线,其中一根共GND 和四线制(两根正负电源线，两根信号线,其中一根GND相比，两线制的优点是：1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响，可用非常便宜的更细的导线；可节省大量电缆线和安装费用；2、在电流源输出电阻足够大时，经磁场耦合感应到导线环路内的电压，不会产生显著影响，因为干扰源引起的电流极小，一般利用双绞线就能降低干扰；两线制与三线制必须用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层要妥善接地。
3、电容性干扰会导致接收器电阻有关误差，对于4～20mA两线制环路，接收器电阻通常为250Ω（取样Uout=1～5V）这个电阻小到不足以产生显著误差，因此，可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远；4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接，不因电线长度的不等而造成精度的差异，实现分散采集，分散式采集的好处就是：分散采集，集中控制....5、将4mA用于零电平，使判断开路与短路或传感器损坏（0mA状态）十分方便。
6,在两线输出口非常容易增设一两只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。
三线制和四线制变送器均不具上述优点即将被两线制变送器所取代，从国外的行业动态及变送器心片供求量即可略知一斑，电流变送器在使用时要安装在现场设备的动力线上，而以单片机为核心的监测系统则位于较远离设备现场的监控室里，两者一般相距几十到几百米甚至更远。
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。
仪表工考试：中级化工仪表维修工考试资料四
仪表工考试：中级化工仪表维修工考试资料四1、问答题正在运行的气动薄膜调节阀，如果阀芯与阀杆脱节，会出现什么现象？正确答案：1）被调参数突然变化；2）调节阀不起控制作用，气动阀杆在某一极限位置不动。
2、问答题（江南博哥）什么是调节阀的流通能力,确定流通能力的目的是什么？正确答案：流通能力C表示调节阀的容量，其定义为：调节阀全开，阀前后压差为0.1MPa、流体重度为1g/cm3，每小时通过阀门的流体流量m3或kg。
流通能力C表示了调节阀的结构参数，根据调节阀C值，查出公称直径和阀门直径。
3、问答题仪表的线性还较好，试分析说明该表应如何调整才能合格？正确答案：由题可知，该表允许的最大绝对误差为Δa＝2.5%×（2.5－0）＝0.0625Pa，又因已知在加压过程中发现仪表的线性较好，且指针在压力为零时，约指示0.08ＭＰａ处。
综上情况分析，很可能是指针发生了相对位移与仪表量程稍小所致。
重新安装指针，并略增大扇形齿轮上OB的距离。
仪表就可能调整合格。
4、问答题什么叫攻丝？什么叫套丝？正确答案：用丝锥（螺丝攻）在孔中切削出螺纹称攻丝，用板牙在圆杆上切削出外螺纹称为套丝。
5、问答题执行器在自动控制系统中起什么作用？正确答案：在过程控制系统中，执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。
在任何自动控制系统中，执行器是必不可少的组成部分。
如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官，调节器就是控制系统的大脑，而执行器则可以比拟为干具体工作的手。
6、单选如果把1151变送器的电源极性接反，则仪表（）A.烧坏B.没有输出C.输出跑最大D.输出跑最小正确答案：B7、单选一台电Ⅲ型差压变送器，所供电电压为12DC，那么它能正常工作吗？（）A.可以B.显示不正常C.不可以D.视具体情况而定正确答案：C8、单选关于比例作用对闭环系统稳定性影响的描述，（）是正确的。
如何准确区分2线和四线4 20ma电路
对于接收4…20mA模拟信号的模块，在没有联接模拟量信号源时测量输入两端，如有24VDC左右电压的是2线制的模块，反之是4线制的模块，此法是在模块其余工作条件都准备就序才成立。
对于发出4…20mA模拟信号的仪表/变送器/传感器（发送源），在没有联接模拟量信号接收模块时测量输出两端，如有24VDC左右电压的是4线制的模块，反之是2线制的模块，此法是在模拟信号发送源其余工作条件都准备就序才成立。
2线制的4…20mA莫拟信号接收模块，只能接2线制的信号源；而4线制的4…20mA 模拟信号既能接4线制的信号源，通过串入24VDC的电源，还能接2线制的信号源。
西门子的模拟量模块，具体接线是二线制还是四线制，模块硬件配置设置里是可改的.具体用那种，取决于外来4~20毫安信号是否需要西门子模拟量模块提供24VDC 电源串入4~20MA回路,,如果回路需要串入模拟量模块该通道的24VDC选二线制,比如变送器等,（如果串入外部24VDC电源选四线制,不过一般这种不用, 西门子也不推荐怕烧坏自己模块）.还有1种•直接进来信号就是4~20MA言号,而不需要供24VDC 一般二次仪表都这样）,这种硬件设置里面就选四线制.西门子模块具体二线制和四限制都支持，具体选择根据使用回路是否需要模块提供24VDC来决定其实两线还是四线的还是比较容易区分的，两线是现场仪表的输出信号需要由PLC或DCS系统提供电源的，四线是仪表自己提供输出信号的电源的,不需PLC或DCS勺供电，西门子的AI模块是需要定义通道信号的类别的•给一个deltav系统4-20mA输入卡件的原理框图，希望对大家有帮助。
注意观察250欧姆电阻所在的位置。
4-Wire analog 时少制HART （诂时l怕M耐儆and 世omsd CLiiront outpullarrwr+24VDC Bussed fieldpovtfor conri&clionI I/O Ear?lorminationM 1L的A/DY l T w上fl :I:I Convener25011J— C&mmcmgniiwckm for 8channelsSysla m |此主题相关图片GarrieriSystemCurrunL OmllorCom mon 加 B chan neei*Wire analog dnd.;<y HART tied nansni^erA/D GonvurtBiOpllona fusp24 VDC Bussed tied powo4oonnacilor| TorniiiTalianl iXOGard。
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。
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。
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)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%)=,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。
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、三线制及四线制接法详解
两线制、三线制及四线制接法详解前面两期内容主要介绍了模拟量的输入及输出数据处理，对于变送器和执行器件如何与模拟量模块接线这一块内容没有深入讲解，故本期内容重点介绍它们之间的接法，还是以西门子模拟量模块EM235为例。
一、两线制、三线制及四线制差异要完成两线制变送器需要一起满意以下条件:1.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压降要等于变送器的输出电压。
2.变送器的正常作业电流有必要小于或等于变送器的输出电流。
3.变送器的最小耗费功率P一般＜90mW。
如果变送器在设计时满足上述的条件，即可完成两线制传输。
a.两线制二线制信号是指仪表等设备本身只有两根外接线，设备的工作电源由信号线提供，即其中一根线接电源，另一根线是信号输出。
一些非电动单元组合的仪表，如机械量、电量、在线剖析等仪表，因为其电路功耗大、变换复杂，难于完全满足上文提到的三个条件，故无法用两线制实现，需要采用四线制变送器，外接电源的方式输出为电流信号。
b.四线制四线制信号是指仪表等设备本身外接供电电源（大多为交流220V，也有供电为直流24V的），同时有信号+、信号-两根信号线输出。
为了减小变送器的重量和体积，同时为了提高抗干扰能力、优化接线等因素，把变送器的交流220V供电改为直流供电24，因此供电就为负线共用，这样也就有了三线制的变送器的由来。
c.三线制变送器本身外接一根正电源线（V+）。
输出两根信号线(OUT和0V)，其中一根信号线与电源线通常情况是共负端的。
几线制的选择往往是根据测量精度进行选择的，通常来说，接线越多，其测量精度越高，但对于用户来讲，变送器选型需根据本单位的实际情况考虑，如防爆需求、出资预算、信号制的一致和接纳设备的需求等疑问来挑选。
为了更好的理解上文所提到的各线制的原理图接线方法，下面引入西门子模拟量模块EM235来讲解。
二、EM235硬件接线从上图可得知：1.直接接线方式a.当输入的模拟量为电压信号；b.模拟量的输出（电压，电流）。
两线制和 四线制区别
两线制和四线制的区别以下为整理资料两线制电流和四线制电流都只有两根信号线，它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。
因此，通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的，因此，当PLC的模板输入通道设定为连接四线制传感器时，PLC只从模板通道的端子上采集模拟信号，而当PLC的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，PLC的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24V的电源，以驱动两线制传感器工作。
传感器型号：1、两线制（本身需要供给24vDC电源的，输出信号为4-20MA，电流）即+接24vdc,负输出4-20mA电流。
2、四线制（有自己的供电电源，一般是220vac ，信号线输出+为4-20ma正，-为4-20ma 负。
PLC：（以2正、3负为例）1、两线制时正极2输出24VDC电压，3接收电流），所以遇到两线制传感器时，一种接法是2接传感器正，3接传感器负；跳线为两线制电流信号。
二种接法是2悬空，3接传感器的负，同时传感器正要接柜内24vdc；跳线为两线制电流信号。
（以2正、3负为例）2、四线制时正极2是接收电流，3是负极。
(四线制好处是传感器负极信号与柜内M为不同电平时不会影响精度很大，因为是传感器本身电流的回路)遇到四线制传感器时，一种方法是2接传感器正，3接传感器负，plc跳线为4线制电流。
（以2正、3负为例）3、四线制传感器与plc两线制跳线接法：信号线负与柜内M线相连。
将传感器正与plc的3相连，2悬空，跳线为两线制电流。
（以2正、3负为例）4、电压信号：2接传感器正，3接传感器负，plc跳线为电压信号。
问：我用的SM331 8*12bit 模块信号有时正常有时不正常，后来我把COMP-跟信号的M-接起来就好了，但我同时发现他们之间接电容也可以，是怎么回事？？模块的COMP-端、各信号的M-端和模块24伏供电的M端之间电气上有什么关系？？答：对隔离输入模板，.摸板参考地Mana与CPU的电源地M没有电连接。
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二线制传输方式中，供电电源、负载电阻、变送器是串联的，即二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号，目前大多数变送器均为二线制变送器;四线制方式中，供电电源、负载电阻是分别与变送器相连的，即供电电源和变送器输出信号分别用二根导线传输。
......请看变送器八问八答。
一.什么是两线制电流变送器?什么是两线制?两线制有什么优点?两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线，这两根线既是电源线，又是信号线。
两线制与三线制(一根正电源线，两根信号线,其中一根共G ND) 和四线制(两根正负电源线，两根信号线,其中一根GND)相比，两线制的优点是：1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响，可用非常便宜的更细的导线;可节省大量电缆线和安装费用;2、在电流源输出电阻足够大时，经磁场耦合感应到导线环路内的电压，不会产生显著影响，因为干扰源引起的电流极小，一般利用双绞线就能降低干扰;两线制与三线制必须用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层要妥善接地。
3、电容性干扰会导致接收器电阻有关误差，对于4～20mA两线制环路，接收器电阻通常为250Ω(取样Uout=1～5V)这个电阻小到不足以产生显著误差，因此，可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远;4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接，不因电线长度的不等而造成精度的差异，实现分散采集，分散式采集的好处就是：分散采集，集中控制....5、将4mA用于零电平，使判断开路与短路或传感器损坏(0mA状态)十分方便。
6,在两线输出口非常容易增设一两只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。
三线制和四线制变送器均不具上述优点即将被两线制变送器所取代，从国外的行业动态及变送器心片供求量即可略知一斑，电流变送器在使用时要安装在现场设备的动力线上，而以单片机为核心的监测系统则位于较远离设备现场的监控室里，两者一般相距几十到几百米甚至更远。
设备现场的环境较为恶劣，强电信号会产生各种电磁干扰，雷电感应会产生强浪涌脉冲，在这种情况下，单片机应用系统中遇到的一个棘手问题就是如何在恶劣环境下远距离可靠地传送微小信号。
两线制变送器件的出现使这个问题得到了较好地解决。
我们以DH4-20变送模块为核心设计了小型、价廉的穿孔型两线制电流变送器。
它具有低失调电压(< 30μV)、低电压漂移(<0.7μV/C°)、超低非线性度(<0.01%)的特点。
它把现场设备动力线的电流隔离转换成4～20mA的按线性比例变化的标准电流信号输出，然后通过一对双绞线送到监测系统的输入接口上，双绞线同时也将位于监测系统的24V工作电源送到电流变送器中。
测量信号和电源在双绞线上同时传送，既省去了昂贵的传输电缆，而且信号是以电流的形式传输，抗干扰能力得到极大的加强。
二.电流变送器的4-20mA输出如何转换?两线制电流变送器的输出为4～20 mA，通过250 Ω的精密电阻转换成1～5V或2-10V的模拟电压信号.转换成数字信号有多种方法，如果系统是在环境较为恶劣的工业现场长期使用，因此需考虑硬件系统工作的安全性和可靠性。
系统的输入模块采用压频转换器件LM231将模拟电压信号转换成频率信号，用光电耦合器件TL117进行模拟量与数字量的隔离。
同时模拟信号处理电路与数字信号处理电路分别使用两组独立的电源，模拟地与数字地相互分开，这样可提高系统工作的安全性。
利用压频转换器件LM2 31也有一定的抗高频干扰的作用。
三.电流输出型与电压输出型有哪些优劣比较?在单片机控制的许多应用场合,都要使用变送器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号，如电流变送器,压力变送器、温度变送器、流量变送器等。
早期的变送器大多为电压输出型，即将测量信号转换为0-5V电压输出，这是运放直接输出,信号功率<0.05W,通过模拟/数字转换电路转换数字信号供单片机读取、控制。
但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合，电压输出型传感器的使用受到了极大限制，暴露了抗干扰能力较差,线路损耗破坏了精度等等等缺点，而两线制电流输出型变送器以其具有极高的抗干扰能力得到了广泛应用。
电压输出型变送器抗干扰能力极差，线路损耗的破坏,谈不上精度有多高,有时输出的直流电压上还叠加有交流成分，使单片机产生误判断，控制出现错误，严重时还会损坏设备，输出0-5V绝对不能远传，远传后线路压降大，精确度大打折扣。
现在很多的ADC,PLC,DCS的输入信号端口都作成两线制电流输出型变送器4-20mA的,证明了电压输出型变送器被淘汰的必然趋势。
四.4～20mA电流输出型到接口一般有哪些处理方法?电流输出型变送器的输出范围常用的有0～20mA及4～20mA两种，电流变送器输出最小电流及最大电流时，分别代表电流变送器所标定的最小及最大额定输出值。
下面以测量范围为以0～100A的电流变送器为例进行叙述。
对于输出0～2 0mA的变送器0mA电流对应输入0A值，输出4～20mA的变送器4mA电流对应输入0A值，两类传感器的20mA电流都对应100A值。
对于输出0～20mA的变送器，在电路设计上我们只需选择合适的降压电阻，在A/D转换器输入接口直接将电阻上的0-5V或0-10V电压转换为数字信号即可，电路调试及数据处理都比较简单。
但劣势是无法判别变送器的损坏,无法辨别变送器输出开路和短路。
对于输出4～20mA的变送器，电路调试及数据处理上都比较烦琐。
但这种变送器能够在变送器线路不通时,短路时或损坏时通过能否检测到正常范围内的电流(正常时最小值也有4mA)，来判断电路是否出现故障，变送器是否损坏,因此得到更为广泛普遍的使用。
由于4～20mA变送器输出4mA时，在取样电阻上的电压不等于0，直接经模拟数字转换电路转换后的数字量也不为0，单片机无法直接利用，通过公式计算过于复杂。
因此一般的处理方法是通过硬件电路将4mA在取样电阻上产生的电压降消除，再进行A/D转换。
这类硬件电路首推RCV420,是一种精密的I/V转换电路,还有应用LM258自搭的I/V转换电路,这个电路由两线制电流变送器产生的4～20mA电流与24V以及取样电阻形成电流回路，从而在取样电阻上产生一个1 -5V压降，并将此电压值输入到放大器LM258的3脚。
电阻分压电路用来在集成电路LM258的2脚产生一个固定的电压值，用于抵消在取样电阻上4mA电流产生的压降。
所以当两线制电流变送器为最小值4mA时，LM258的3脚与2脚电压差基本为0V。
LM258与其相连接的电阻构成可调整电压放大电路，将两线制电流变送器电流在取样电阻上的电压值进行放大并通过LM258的1脚输出至模拟/数字转换电路，供单片机CPU读入，通过数据处理方法将两线制电流变送器的4-20mA电流在LCD/LED屏幕上以0-100A值的形式显示出来。
(图2)五. 什么是两线制电流变送器的6大全面保护功能：(1)、输入过载保护;(2)、输出过流限制保护;(3)、输出电流长时间短路保护;(4)、两线制端口瞬态感应雷与浪涌电流 TVS抑制保护;(5)、工作电源过压极限保护≤35V;(6)、工作电源反接保护。
六. 怎样辨别真假优劣的电流电压变送器?生产资料市场化以后，加剧激烈的竞争，真假优劣难辨，又因变送器是边缘学科，很多工程设计人员对此较陌生，有些厂家产品工业级别和民用商用级别指标混淆(工业级的价格是民用商用级的2-3倍)有些厂家产品用几角钱的 LM32 4和LM431就可以做出一只变送器，不信的话您打开看看，你几百元买来的是不是用的LM324和LM431，这样的变送器送您，您敢不敢用呵!北京中航科仪现试以常用的0.5级精度的电流电压变送器为例，从以下方法着手来辨别真假优劣。
(1)基准要稳,4mA是对应的输入零位基准，基准不稳，谈何精度线性度，冷开机3分锺内4mA的零位漂移变化不超过4.000mA0.5%以内;(即 3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V，国外IC心片多用昂贵的能隙基准，温漂系数每度变化10ppm;(2)内电路总计消耗电流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化，国外IC心片采用恒流供电;(3)当工作电压24.000V时,满量程20.000mA时,满量程20.000mA的读数不会因负载 0-700Ω变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内;(4)当满量程20.000mA时,负载250Ω时,满量程20.000mA的读数不会因工作电压15.000V-30.000V变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内;(5)当原边过载时，输出电流不超过25.000mA+10%以内，否则PLC/DCS内供变送器用的24V工作电源和A/D输入箝位电路因功耗过大而损坏，另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏，无A/D输入箝位电路的更遭殃;(6)当工作电压24V接反时不得损坏变送器,必须有极性保护;(7)当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24V时要箝位,不得损坏变送器;一般在两线之间并联1-2只TVS瞬态保护二极管1.5KE可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击,瞬态承受冲击功率1.5KW-3KW;(8)产品标示的线性度0.5%是绝对误差还是相对误差,可以按以下方法来辨别方可一目了然:符合下述指标是真的线性度0.5%.原边输入为零时输出 4mA正负0.5%(3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0. 995-1.005V原边输入10%时输出5.6mA正负0.5% (5.572-5.628mA)负载250欧姆上的压降为1.393-1.407V原边输入25%时输出8mA正负0.5% (7.96-8.04mA)负载250Ω上的压降为1. 990-2.010V原边输入50%时输出12mA正负0.5% (11.94-12.06mA)负载250Ω上的压降为2.985-3.015V原边输入75%时输出16mA正负0.5% (15.92-16.08mA)负载250Ω上的压降为3.980-4.020V原边输100%时输出20mA正负0.5% (19.90-20.10mA)负载250Ω上的压降为4.975-5.025V(9)原边输入过载时必须限流:原边输入过载大于125%时输出过流限制25m A+10%(25.00-27.50mA)负载250Ω上的压降为6.250-6.875V;(10)感应浪涌电压超过24V时有无箝位的辨别:在两线输出端口并一个交流50V指针式表头,用交流50V接两根线去瞬间碰一下两线输出端口,看有无箝位,箝位多少伏可一目了然啦;(11)有无极性保护的辨别:用指针式万用表Ω乘10K档正反测量两线输出端口,总有一次Ω阻值无限大,就有极性保护;(12)有无极输出电流长时间短路保护：原边输入100%时或过载大于125%-2 00%时，将负载250Ω短路，测量短路保护限制是否在25mA+10%;(13)工业级别和民用商用级别的辨别:工业级别工作温度范围是-25度到+ 70度，温漂系数是每度变化100ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之一;民用商用级别工作温度范围是0度(或-10 度)到+70度(或+50度),温漂系数是每度变化250ppm,即温度每度变化1度,精度变化为万分之二点五;电流电压变送器的温漂系数可以用恒温箱或高低温箱来试验验证较繁琐。