二线制、三线制、四线制仪表有何区别？
在仪表现场，二线制、三线制、四线制经常一起出现。
刚接触时，很多人先按导线数量去记。干一段时间后会发现，真正有用的判断方法，是看电源怎么接、信号怎么送，以及电源和信号共用了哪些线。
理顺这层关系，看到端子图时就能判断出仪表属于哪种接法。
一、二线制
压力变送器、差压变送器、液位变送器、温度变送器里，二线制4～20mA非常常见。这类仪表只有两根工作线，两根线同时负责供电和信号。
计为Ring-11二线制音叉液位开关接线面板
现场接线时，24V电源、变送器和PLC模拟量输入串在一个回路里，回路电流既给变送器供电，也把测量值送到PLC。
常见接法是：24V正极 → 变送器正端 → 变送器负端 → PLC模拟量输入 → 24V负极。量程下限对应4mA，量程上限对应20mA。
4mA这个起点很实用。设备处在量程下限时，回路里仍然保持工作电流，现场用万用表一量，也能很快看出回路状态。比如一台压力变送器测量，工艺压力为0，但回路电流还在4mA左右，这说明供电和信号通路都在运行。如果现场出现电流异常，顺着电源、端子、电缆、变送器往下查，很快就能找到问题落在哪一段。
二线制受欢迎还有一个实际原因，就是接线省。它适合压力、温度、液位这类功耗较低的变送器。一台仪表只用一对线，电缆、端子、桥架和接线工作都能减少。仪表数量一多，这种差别就很明显。当设备内部功能多、功耗高时，现场则一般会采用独立供电的方式。
二、三线制
三线制在各种传感器上很常见。它一般有三个端子：电源正、公共端、信号输出。电源和信号分开，公共端共用。比如一只0～10V压力传感器，接线经常是：
棕线接+24V；
蓝线接0V；
黑线输出0～10V。
这里的0V既是电源负端，也是信号参考端。
所以三线制可以理解成：供电有自己的正负端，信号单独引出一根线，信号参考点和电源负端共用。这种结构常见于压力传感器、位移传感器、接近类传感器以及部分小型变送器。
现场接三线制电压信号时，公共端很关键。比如传感器输出5V，PLC读取这个5V时，需要和传感器共用同一个参考点。公共端接好以后，PLC才能稳定识别信号电压。当遇到PLC显示跳动、数值偏差大的情况，先看公共端接线，再测量传感器输出。很多现场问题都出在这里。
三线制4～20mA也会遇到，接法和0～10V有些差别，所以看到三根线时，先看铭牌和端子定义，比单看线色可靠得多。
三、四线制
四线制的关系更直观。两根线负责仪表供电，另外两根线则负责信号输出。例如一台仪表端子标成：
L+、L-：电源
I+、I-：4～20mA输出
也有一些仪表采用220V AC供电，L、N接交流电源，另外两个端子把4～20mA送到PLC或DCS。
计为Tube-11四线制继电器振棒料位开关的接线面板
液位开关、雷达液位计、料位开关、电磁流量计、质量流量计、在线分析仪、水质分析仪，以及一些功能较多的现场设备，常采用四线制的方式。这些设备内部除了测量电路，还带显示、运算、励磁、通信等功能，供电需求比普通二线制变送器高，独立供电用起来更合适。
四线制在检修时也比较清楚。设备显示和供电先看电源回路，PLC数据再看信号回路。两个回路分开后，排查思路会更直接。
四、三种接线方式区别
| 类型 | 供电方式 | 信号方式 | 常见设备 |
| 二线制 | 与信号共用两根线 | 4～20mA居多 | 压力、差压、液位、温度变送器 |
| 三线制 | 电源正、公共端供电 | 单独一根信号线 | 压力传感器、位移传感器、接近类传感器 |
| 四线制 | 单独两根线供电 | 单独两根线输出 | 流量计、分析仪、功能较多的仪表 |
现场判断时，关键看端子用途。一根四芯电缆，有时只用其中两芯接二线制变送器；有时三芯工作、一芯备用。电缆有几芯和仪表采用几线制，是两个概念。
所以拿到一台陌生仪表，先看端子标识，再看接线图，判断起来会很快。
五、几线制和有源、无源分开看
PLC模拟量接线里，经常还会遇到“有源输出”和“无源输出”。这组概念主要看4～20mA回路里的电源由谁提供。
有些二线制变送器需要外部24V电源建立电流回路；
有些独立供电的仪表，信号输出端已具备驱动能力，可以把4～20mA送到采集端。
现场接线时，先把三处信息对上：
仪表输出端怎么定义；
PLC模拟量模块采用什么接法；
回路电源由哪一侧提供。
这三项对应清楚以后，4～20mA回路基本就能接顺。特别是换仪表、换PLC模块或者临时改线时，先核对接线图，会更稳妥。
六、4～20mA为什么用得广？
现在现场通信方式越来越多，HART、Modbus、Profibus、PROFINET都很常见，但4～20mA在仪表系统里一直占着很重要的位置。
原因和现场环境有直接关系。工业现场电机、变频器、电缆桥架集中，线路距离也比较长。电流信号在这种环境下传输比较稳定，对线路压降和干扰的适应性也比较好。
同时，4mA和20mA对应量程两端，维护人员拿万用表测一下回路电流，就能大致判断仪表工作到了什么位置。再加上二线制接线简单，一对线就能完成供电和信号传输，所以压力、液位、差压这类变送器一直大量采用4～20mA。
现在不少智能变送器会同时带HART通信，日常控制和联锁仍然经常使用4～20mA作为基础信号。
七、现场排故信号
仪表数值异常时，排查顺序比拆多少设备更重要。
先看电源。二线制可以量回路电压，三线制和四线制先确认24V DC或220V AC供电是否正常。
供电正常后，再看仪表输出。4～20mA用万用表电流档串入回路测量；0～10V、1～5V这类信号，则测信号端和公共端之间的电压。
如果现场还经过隔离器、安全栅、信号分配器或者中间端子箱，就顺着线路一段一段往后量。比如变送器端有12mA，安全栅输出端也有12mA，PLC画面却没有数值，这时检查重点就可以放到AI通道接线、输入类型和量程设置上。
这样查下来，哪一段信号有变化，故障点基本也就找到了。
八、Pt100是另一套接法
现场还经常遇到Pt100的二线制、三线制、四线制，关注的内容则不同。变送器讲几线制，主要看供电和信号之间的关系；
Pt100讲几线制，主要是处理引线电阻带来的测量误差。
Pt100二线制接法简单，测量值会带入引线电阻。
三线制则增加一根补偿线，控制柜里的温度模块常采用这类接法，工业现场应用广。
四线制把电流激励和电压测量分开，引线电阻带来的影响更小，多见于精度要求较高的温度测量。
所以现场看到“三线制”这几个字时，先看对象是变送器还是热电阻，思路马上就清楚了。
九、小结
现场接线时，端子标识比线的数量更重要。
看到“+、-、OUT”，多半是在看三线制传感器；
看到“L+、L-、I+、I-”，基本就是独立供电加独立信号；
看到只有“+、-”两个端子，又标着4～20mA，常见的就是二线制回路。
看懂电源方向、公共端和信号类型，其实很好区分二线制、三线制、四线制。遇到新仪表时，顺着端子看一遍，很快就能接明白。
