电磁流量计两线制、三线制、四线制区别详解

电磁流量计两线制、三线制、四线制的定义

电磁流量计的两线制、三线制、四线制，是指输出为模拟直流电流信号的变送器在作业原理和布局上的差异，而并非只指变送器的接线方式。理解这些差异有助于正确选型和安装。

两线制

两根线既传输电源又传输信号，传感器输出的负载和电源串联在一起。电源从外部引入，与负载串联驱动负载。

三线制

电源正端和信号输出正端分离，但它们共用一个COM端。供电多为24V.DC，输出信号有4-20mA.DC或0-10mA.DC等。

四线制

电源两根线，信号两根线。电源和信号分开工作，供电多为220V.AC或24V.DC。

不同线制的差异与工作原理

一、两线制

要完成两线制变送器，必须同时满足以下条件：

1. V ≤ Emin - ImaxRLmax：变送器输出端电压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：变送器的正常作业电流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，一般＜90mW。

式中：Emin=最低电源电压，对大多数仪表而言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。

若变送器在规划上满足了上述三个条件，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。

两线制变送器因为信号起点电流为4mA.DC，为变送器提供了静态作业电流，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。并且两线制还便于使用安全栅，利于安全防爆。

如图所示，两线制变送器供电为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，它即是信号公共线，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。

二、三线制

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、简化接线，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，因为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。

三线制变送器如图所示，所谓三线制即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，因输出电路方式不一样而数值有所不同。

输入接收仪表的是电流信号，如将电阻RL并联接入时，则接收的就是电压信号了。

从上面叙述可看出，因为各种变送器的作业原理和布局不一样，然后出现了不一样的产品，也就决定了变送器的两线制、三线制、四线制接线方式。对于用户而言，选型时应根据本单位的实际情况，如信号制的一致、防爆需求、接收设备的需求、投资等问题来综合考虑选择。

要指出的是三线制和四线制变送器输出的4-20mA.DC信号，由于其输出电路原理及布局与两线制的是不一样的，因而在应用中其输出负端能否和24V电源的负线相接？能否共地？这是要注意的，必要时可采取隔离措施，如用隔离器、安全栅等，以便和其它仪表共电、共地及防止附加干扰的发生。

三、四线制

因为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，就需要信号制的一致，为此需要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，但是由于其变换电路复杂、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。

四线制变送器如图所示，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，因输出电路方式不一样而数值有所不同。

两线制、三线制、四线制对比

选型建议

用户选型时应根据本单位的实际情况，如信号制的一致、防爆需求、接收设备的需求、投资等问题来综合考虑选择。三线制和四线制变送器输出负端能否和24V电源负线相接或共地需注意，必要时采用隔离器、安全栅等隔离措施。