单刀单掷(SPST)与单刀双掷(SPDT)的区别
在工业自动化和过程控制系统中,继电器输出类型的选择对控制系统的稳定性、可靠性以及设备的可扩展性具有重要意义。尤其是在液位、压力、温度等检测类仪表中,继电器作为最常用的输出方式之一,承担着信号转换和执行指令的重要职责。

在这些继电器输出中,单刀单掷(SPST)和单刀双掷(SPDT)是最常见的两种类型,它们在结构和功能上的差异,直接影响现场接线方式、报警逻辑的设计以及系统冗余的实现。正确理解这两种触点类型,将有助于用户在选型和工程实施中做出更专业的判断。
一、基本定义与结构区别
1. 单刀单掷(SPST,Single Pole Single Throw)
SPST结构是最基础的机械式开关结构,只有一个输入端和一个输出端,用以控制电流的通断。它可以分为两种常见形式:
- 常开(NO, Normally Open):在未动作状态下触点是断开的,动作后闭合。
- 常闭(NC, Normally Closed):在未动作状态下触点是闭合的,动作后断开。
这类结构非常适合用于只有一个动作逻辑的场景,比如报警、联动、简单启停控制等。
结构示意图:
_______ → 控制信号通断
| |
---O O---
开关触点
2. 单刀双掷(SPDT,Single Pole Double Throw)
SPDT结构拥有一个公共端(COM)和两个输出端(NO 和 NC),在动作前后会在两个输出端之间进行切换,从而实现正反信号输出、双向控制或备用逻辑输出等功能。
结构示意图:
NC
O
/
COM ---O
\
O
NO
工作逻辑:
- 动作前:COM 与 NC 导通;
- 动作后:COM 与 NO 导通。
这使得SPDT具备比SPST更高的布线灵活性和系统兼容性,特别适用于需要信号翻转、冗余报警、两套回路切换等复杂逻辑场景。
二、关键区别对比
项目 | SPST(单刀单掷) | SPDT(单刀双掷) |
---|---|---|
输出接点数 | 1(NO 或 NC) | 2(NO 和 NC) |
切换功能 | 无,只有通断 | 有,切换两个状态 |
控制逻辑 | 单一(开或关) | 可切换(开和关) |
适用场景 | 简单报警或启停控制 | 复杂控制、双重逻辑 |
接线灵活性 | 低,仅一个输出 | 高,可根据需要选择 |
成本 | 低 | 略高,但增加灵活性 |
常见设备 | 简易浮球开关、微动开关 | 液位开关、限位器、工业继电器 |
三、在液位仪表中的实际应用:以音叉液位开关为例
在液位控制系统中,继电器输出用于实现报警、泵启停、阀门切换等联动控制。以计为自动化(Jiwei Automations)推出的Ring‑11音叉液位开关为例,其内部采用的是双刀双掷(DPDT)输出结构,即具备两组独立的SPDT触点。
为什么采用DPDT结构?
DPDT(Double Pole Double Throw)实际上是两个SPDT结构的组合,相当于提供了两套相同动作逻辑的输出,分别用于不同系统。这种设计带来的好处包括:
- 双通道冗余输出:一组用于报警系统,另一组用于PLC或DCS采集;
- 备用逻辑设计:在一个通道故障时,另一通道仍可工作;
- 更高安全性和系统容错性。
实际应用举例:
在一个化工厂的反应罐高液位监控系统中,Ring‑11安装在上部法兰接口处。当液位达到设定高度时,COM 端的触点动作:
- NO 端连接声光报警器;
- NC 端连接PLC 系统的报警输入口;
这样既能提供现场声光警示,又能传输数据至控制系统,实现多级联动控制。

四、SPST 与 SPDT 在接线方式上的差异
SPST 接线:
- 只需选择常开或常闭中的一个输出端与 COM 接线;
- 无切换功能,通常用于一条报警线。
SPDT 接线:
- 可根据需求选择 NO 或 NC,或者同时接入两个输出,实现正反信号识别;
- 更适合复杂控制、反向信号输出、冗余结构。
注意事项:
- SPDT 接线时,建议明确NO/NC的接线用途,避免触发逻辑混乱;
- 在使用DPDT结构时,接线需明确使用哪一组SPDT输出。
五、结论与建议
在实际选型与应用中,继电器输出类型的选择应根据控制系统的复杂程度、所需控制逻辑和系统安全等级来决定:
- 若只需简单通断控制或单一报警逻辑,SPST即可满足需求,成本更低;
- 若需要正反控制逻辑、信号切换、双重回路控制或冗余输出,推荐使用SPDT,甚至DPDT结构,以提升系统灵活性与可靠性。
对于像Ring‑11这样的高性能液位开关,采用DPDT继电器输出不仅提供更高的适应性,还方便用户根据自身需求选择NO或NC,避免选型失误和重复采购。
总结一句话:理解SPST与SPDT的结构差异,是实现高效、安全、灵活工业控制系统的基础。