20世紀(jì)70年代我國(guó)開始生產(chǎn)DDZ-Ⅲ型電動(dòng)單元組合儀表，并采用國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)的過程控制系統(tǒng)用模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，采用電流傳輸、電壓接收的信號(hào)系統(tǒng)。即儀表傳輸信號(hào)采用4-20mADC，聯(lián)絡(luò)信號(hào)采用1-5VDC、4-20mADC信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)儀表就可實(shí)現(xiàn)兩線制。但限于條件，當(dāng)時(shí)兩線制僅在壓力、差壓變送器上采用，溫度變送器等仍采用四線制?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)兩線制變送器的產(chǎn)品范圍也大大擴(kuò)展，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越多。同時(shí)從國(guó)外引進(jìn)的變送器也是兩線制的居多。
要實(shí)現(xiàn)兩線制變送器必須同時(shí)滿足以下條件
1、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。即:V≤Emin-Imax×RLmax
2、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。即:I≤Imin
3、變送器的小消耗功率P不能超過下式，通常P<90mW。
P<Imin(Emin-Imax×RLmax)
式中Emin為最低電源電壓，對(duì)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。
如果變送器在設(shè)計(jì)上滿足了上述三個(gè)條件，就可實(shí)現(xiàn)兩線制傳輸。所謂兩線制即電源、負(fù)載串聯(lián)在二起，有限公共點(diǎn)，而現(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室儀表之間的信號(hào)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(hào)線。兩線制還便于使用安全柵，利于安全防爆。
兩線制變送器接線示意圖
兩線制變送器如圖所示，其供電為24VDC，輸出信號(hào)為4-20mA，負(fù)載電阻為250Ω，24V電源的負(fù)線電位最低，它就是信號(hào)公共線，對(duì)于智能變送器還可在4-20mA信號(hào)上加載HART協(xié)議的FSK鍵控信號(hào)。
由于4-20mADC(1-5VDC)信號(hào)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(hào)制的統(tǒng)一，為此要求一些非電動(dòng)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4-20mA信號(hào)制，但是由于其轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜、功耗大等原因，難以全部滿足上述的三個(gè)條件，而無法做到兩線制，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。
四線制變送器接線示意圖
四線制變送器如圖所示，其供電大多為220VAC，也有供電為24VDC 的。輸出信號(hào)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(hào)，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。
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、簡(jiǎn)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，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。
三線制變送器接線示意圖
三線制變送器如圖所示，所謂三線制就是電源正端用一根線，信號(hào)輸出正端用一根線，電源負(fù)端和信號(hào)負(fù)端共用一根線。其供電大多為24VDC，輸出信號(hào)有4-20mADC，負(fù)載電阻為250Ω或者0-10mADC，負(fù)載電阻為0-1.5kΩ;有的還有毫安和毫伏信號(hào)，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。
以上三個(gè)圖中，輸入接收儀表的是電流信號(hào)，如將電阻RL并聯(lián)接入時(shí)，則接收的就是電壓信號(hào)了。
從上述可看出，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兩線制、三線制、四線制接線形式。對(duì)于用戶而言，選型時(shí)應(yīng)根據(jù)本企業(yè)的實(shí)際情況，如信號(hào)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。
要指出的是三線制和四線制變送器輸出的4-20mA信號(hào)，由于其輸出電路結(jié)構(gòu)與兩線制的是不一樣的，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(shí)可采取隔離措施，如用信號(hào)隔離器、安全柵等，以便和其他儀表共電、共地及避免附加干擾的產(chǎn)生。
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