工業(yè)電流源
　　電流源電路而不是電壓源電路廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中，因為電流傳輸比電壓信號具有優(yōu)勢。電流不受長接線增加的電阻的影響。電流信號不太容易受到潛在電噪聲或電磁干擾的影響。
　　電流源的另一個關(guān)鍵優(yōu)點是，在某些系統(tǒng)中，可以通過與電流信號相同的兩條電線發(fā)送電力。工業(yè)兩線制變送器控制環(huán)路中的電流與測量值成正比，并從環(huán)路電流中竊取其工作功率。
　　4-20mA電流環(huán)路
　　4 至 20mA 電流環(huán)路是非常穩(wěn)健的傳感器信號標(biāo)準(zhǔn)。在工業(yè)控制應(yīng)用中，通常使用電流范圍為 4-20mA DC 的升高零信號。升高的零信號表示 4mA 代表范圍的低量程（零）端，電流范圍的滿量程（高）端為 20mA。
　　請注意，電流是電子通過電路的流動。電壓是電路兩點之間的電荷差，電阻是電流流動的阻力（如果電阻增加，電流減少）?！　∫虼耍梢酝ㄟ^改變環(huán)路電阻或環(huán)路電壓來改變電流量。工業(yè)應(yīng)用中的大多數(shù)電流環(huán)路均由固定直流電源供電，因此通過改變環(huán)路上電流的阻力來改變環(huán)路電流。

　　回路變送器測量過程變量，并通過改變回路電流的阻力將回路電流調(diào)節(jié)在 4mA 至 20mA 之間。
　　有多種不同類型的電流變送器用于 4-20mA 電流環(huán)路。例如，兩線電流環(huán)路供電的發(fā)射器是可以連接在電流環(huán)路中而無需單獨或獨立的電源的電子設(shè)備。簡而言之，兩線環(huán)路供電發(fā)射器的設(shè)計目的是從環(huán)路中流動的電流中獲取電力，并充當(dāng)環(huán)路供電的電流吸收設(shè)備。
　　下圖顯示了最簡單的 4-20mA 電流環(huán)路（兩線制發(fā)送器環(huán)路）的原理圖。正如您所看到的，這個典型的兩線環(huán)路供電系統(tǒng)有四個關(guān)鍵組件——直流電源、兩線發(fā)送器、接收器電阻以及將它們互連的電線。
　　發(fā)射器是 4-20mA 信號系統(tǒng)的核心。它將溫度、濕度或壓力等物理屬性轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。該信號是與被測物理特性成正比的電流（4mA 代表測量范圍的低端，20mA 代表測量范圍的高端）。發(fā)射器可以由包含傳感元件和內(nèi)部電子器件的單個設(shè)備組成，或者它可以利用連接到配置為 4-20 mA 電流發(fā)射器的單獨信號調(diào)節(jié)電子器件的傳感器或換能器。
　　接收器電阻器是具有明確特性的精密電阻器。使環(huán)路電流流經(jīng)接收器電阻器（環(huán)路負(fù)載電阻器），將電流轉(zhuǎn)換為可以輕松測量的電壓。
　　常見的電源電壓有36VDC、24VDC、15VDC和12VDC。同樣，最常用的接收器電阻是 250Ω，但根據(jù)應(yīng)用，也可以使用 100Ω 至 750Ω 的電阻。對于 250Ω 接收器電阻，4mA 時電壓為 1VDC，20mA 時電壓為 5VDC。
　　另請注意，通過電線發(fā)送電流會產(chǎn)生與電線長度成比例的電壓降。所有電線都有電阻，通常以歐姆每 1,000 英尺表示。
　　電流源設(shè)計　　下圖展示了一種基本的單晶體管電流源電路。

　　在這個簡單的電路中，如果 Vb 可變，負(fù)載電流將成比例變化。在所示的兩個固定 Vb 源中，如果電源電壓發(fā)生變化，則使用兩個電阻器的默認(rèn)設(shè)置將會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致負(fù)載電流發(fā)生變化。然而，盡管電源電壓發(fā)生變化，可選的齊納二極管設(shè)置仍將保持不變。

　　接下來是精密壓控4-20mA電流源的實用設(shè)計思路

這里，兩個輸入電阻器 R1-R2 將 0-1VDC 輸入轉(zhuǎn)換為 0.2-1V，產(chǎn)生 4mA 輸出偏移。運算放大器反饋使 NPN 晶體管的發(fā)射極輸出保持等于 0.2-1V 輸入。 50Ω 電阻 (R3-R4) 將其轉(zhuǎn)換為 4-20mA 輸出電流。