工业电流源
　　电流源电路而不是电压源电路广泛应用于工业控制系统中，因为电流传输比电压信号具有优势。电流不受长接线增加的电阻的影响。电流信号不太容易受到潜在电噪声或电磁干扰的影响。
　　电流源的另一个关键优点是，在某些系统中，可以通过与电流信号相同的两条电线发送电力。工业两线制变送器控制环路中的电流与测量值成正比，并从环路电流中窃取其工作功率。
　　4-20mA电流环路
　　4 至 20mA 电流环路是非常稳健的传感器信号标准。在工业控制应用中，通常使用电流范围为 4-20mA DC 的升高零信号。升高的零信号表示 4mA 代表范围的低量程（零）端，电流范围的满量程（高）端为 20mA。
　　请注意，电流是电子通过电路的流动。电压是电路两点之间的电荷差，电阻是电流流动的阻力（如果电阻增加，电流减少）。

　　因此，可以通过改变环路电阻或环路电压来改变电流量。工业应用中的大多数电流环路均由固定直流电源供电，因此通过改变环路上电流的阻力来改变环路电流。

　　回路变送器测量过程变量，并通过改变回路电流的阻力将回路电流调节在 4mA 至 20mA 之间。
　　有多种不同类型的电流变送器用于 4-20mA 电流环路。例如，两线电流环路供电的发射器是可以连接在电流环路中而无需单独或独立的电源的电子设备。简而言之，两线环路供电发射器的设计目的是从环路中流动的电流中获取电力，并充当环路供电的电流吸收设备。
　　下图显示了简单的 4-20mA 电流环路（两线制发送器环路）的原理图。正如您所看到的，这个典型的两线环路供电系统有四个关键组件——直流电源、两线发送器、接收器电阻以及将它们互连的电线。
　　发射器是 4-20mA 信号系统的。它将温度、湿度或压力等物理属性转变为电信号。该信号是与被测物理特性成正比的电流（4mA 代表测量范围的低端，20mA 代表测量范围的高端）。发射器可以由包含传感元件和内部电子器件的单个设备组成，或者它可以利用连接到配置为 4-20 mA 电流发射器的单独信号调节电子器件的传感器或换能器。
　　接收器电阻器是具有明确特性的精密电阻器。使环路电流流经接收器电阻器（环路负载电阻器），将电流转换为可以轻松测量的电压。
　　常见的电源电压有36VDC、24VDC、15VDC和12VDC。同样，常用的接收器电阻是 250Ω，但根据应用，也可以使用 100Ω 至 750Ω 的电阻。对于 250Ω 接收器电阻，4mA 时电压为 1VDC，20mA 时电压为 5VDC。
　　另请注意，通过电线发送电流会产生与电线长度成比例的电压降。所有电线都有电阻，通常以欧姆每 1,000 英尺表示。
　　电流源设计

　　下图展示了一种基本的单晶体管电流源电路。

　　在这个简单的电路中，如果 Vb 可变，负载电流将成比例变化。在所示的两个固定 Vb 源中，如果电源电压发生变化，则使用两个电阻器的默认设置将会发生变化，从而导致负载电流发生变化。然而，尽管电源电压发生变化，可选的齐纳二极管设置仍将保持不变。

　　接下来是精密压控4-20mA电流源的实用设计思路

这里，两个输入电阻器 R1-R2 将 0-1VDC 输入转换为 0.2-1V，产生 4mA 输出偏移。运算放大器反馈使 NPN 晶体管的发射极输出保持等于 0.2-1V 输入。 50Ω 电阻 (R3-R4) 将其转换为 4-20mA 输出电流。