二线制和四线制变送器的区别及应用场景分析

变送器大都安装在现场，其输出信号送至控制室中，而它的供电又来自控制室。变送器的信号传送和供电方式通常有两种。

1.四线制

供电电源与输出信号分别用两根导线传输，其接线方式如图2-2-1所示。这样的变送器称为四线制变送器。DDZ—Ⅱ系列仪表的变送器采用这种接线形式。由于电源与信号分别传送，因此对电流信号的零点及元器件的功耗没有严格的要求。供电电源可以是交流（220V）电源或直流（24V）电源，输出信号可以是真零点（0～10mA）或活零点（4～20mA）。

2.二线制

对于二线制变送器，同变送器连接的导线只有两根，这两根导线同时传输供电电源和输出信号，如图2-2-2所示。可见，电源、变送器和负载电阻是串联的。二线制变送器相当于

图2-2-1 四线制传输

图2-2-2 二线制传输

一个可变电阻，其阻值由被测参数控制。当被测参数改变时，变送器的等效电阻随之变化，因此流过负载的电流也变化。

对于二线制变送器，必须满足如下条件：

1）变送器的正常工作电流I必须等于或小于信号电流的最小值I_omin，即

I≤I_omin （2-2-1）

由于电源线与信号线公用，电源供给电路的功率是通过信号电流提供的，因此信号电流必须采用活零点电流。通常二线制变送器的最小信号电流为4mA，在此条件下，变送器必须能够正常工作。显然，对于输出电流为0～10mA的Ⅱ型变送器来说是不可能采用二线制的。(www.xing528.com)

2）变送器能够正常工作的电压条件是

U≤E_min-Iomax（R_Lmax^+r） （2-2-2）

式中 U——变送器输出端电压；

E_min——电源电压的最小值；

I_omax——输出电流的上限值，通常为20mA；

R_Lmax——变送器的最大负载电阻值；

r——连接导线的电阻值。

二线制变送器必须采用直流单电源供电。从图2-2-2可以看出，变送器的输出端电压U等于电源电压与输出电流在R_L及传输导线电阻r上的电压降之差。为保证变送器正常工作，输出端电压值只能在限定的范围内变化。如果负载电阻增大，电源电压就需增大；反之，电源电压减小，负载电阻就需减小。

3）变送器能够正常工作的最小有效功率

P<I_omin（E_min^-Iomin_RLmax） （2-2-3）

由于二线制变送器供电功率很小，同时负载电压随输出电流及负载阻值变化而大幅度变化，导致电路各部分工作电压大幅度变化。因此，制作二线制变送器时，要求采用低功耗集成运算放大器和设置性能良好的稳压、稳流环节。

采用二线制变送器，可以节省与控制室之间敷设的电缆，减少安装费用和缩短工期，有利于安全防爆等。智能变送器在点对点工作方式的连接中采用的就是二线制。