電流環(huán),電流環(huán)的原理，作用，傳輸信號(hào)，通訊方式
用一個(gè)儀表放大器來完成信號(hào)的調(diào)理并進(jìn)行長線傳輸，會(huì)產(chǎn)生以下問題：第一，由于傳輸?shù)男盘?hào)是電壓信號(hào)，傳輸線會(huì)受到噪聲的干擾；第二，傳輸線的分布電阻會(huì)產(chǎn)生電壓降；第三，在現(xiàn)場(chǎng)如何提供儀表放大器的工作電壓也是個(gè)問題。為了解決上述問題和避開相關(guān)噪聲的影響，我們用電流來傳輸信號(hào)，因?yàn)殡娏鲗?duì)噪聲并不敏感。4～20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號(hào)，用20mA表示信號(hào)的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號(hào)用于各種故障的報(bào)警。
一般傳感器會(huì)把一個(gè)物理信號(hào)利用電橋等轉(zhuǎn)化為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，比如電壓或電流。下面以一個(gè)恒流源電路來分析電壓信號(hào)怎么產(chǎn)生與負(fù)載無關(guān)的電流信號(hào)，當(dāng)然要產(chǎn)生4-20mA的電流信號(hào)，則把電壓信號(hào)利用放大電路進(jìn)行變換之后肯定是能做到的。如果傳感器直接出來的是電流信號(hào)，則可以先變?yōu)殡妷盒盘?hào)，再經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路肯定還能轉(zhuǎn)換到4-20mA的電流信號(hào)。當(dāng)然變換過程中的關(guān)系別人不需要知道。但是自己得知道，這樣才能知道4mA的電流對(duì)應(yīng)的物理量是多少，20mA的信號(hào)對(duì)應(yīng)的物理量是多上少。
下圖是郝蘭德電路，是典型的電壓電流轉(zhuǎn)換電路。
其特點(diǎn)是負(fù)載電阻有一端接地(恒流源通常有這個(gè)要求)，而取樣電阻兩端均不接地。之所以能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)要求，關(guān)鍵就是上面一個(gè)運(yùn)放和電阻的匹配。上面一個(gè)運(yùn)放顯然是跟隨器，其輸入阻抗很高，可以看成開路，其輸出阻抗很低，可以看成電壓源，而電位與Rs右端相同。這樣就避免了R2中電流對(duì)輸出的影響(R2不從輸出端取用電流)。
由運(yùn)放虛短概念可知，V2=V1,V5=V4
V3=V2+(V2/R3)*R4 ―> V3=V2*(1+R4/R3)=V1*(1+R4/R3)
V1=R1*(V5-V)/(R1+R2) + V －> V5=V1*(1+R2/R1) –V*(R2/R1)
