電流環(huán)是電流反饋系統(tǒng). 一般指的是將輸出電流采用正反饋或負反饋的方式接入處理環(huán)節(jié)的方法,主要為了通過提高電流的穩(wěn)定性能來提高系統(tǒng)的性能。
用一個儀表放大器來完成信號的調理并進行長線傳輸，會產生以下問題：，由于傳輸?shù)男盘柺请妷盒盘�，傳輸線會受到噪聲的干擾；第二，傳輸線的分布電阻會產生電壓降；第三，在現(xiàn)場如何提供儀表放大器的工作電壓也是個問題。為了解決上述問題和避開相關噪聲的影響，我們用電流來傳輸信號，因為電流對噪聲并不敏感。4～20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號，用20mA表示信號的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號用于各種故障的報警。 一般傳感器會把一個物理信號利用電橋等轉化為與之對應的電信號，比如電壓或電流。下面以一個恒流源電路來分析電壓信號怎么產生與負載無關的電流信號，當然要產生4-20mA的電流信號，則把電壓信號利用放大電路進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，則可以先變?yōu)殡妷盒盘�，再經過信號調理電路肯定還能轉換到4-20mA的電流信號。當然變換過程中的關系別人不需要知道。但是自己得知道，這樣才能知道4mA的電流對應的物理量是多少，20mA的信號對應的物理量是多上少。 下圖是郝蘭德電路，是典型的電壓電流轉換電路。 由運放虛短概念可知，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) = V3 –V*(R2/R1) = V4 采樣電阻RS兩端的電壓為：V4-V3= V*(R2/R1) 流過RS的電流為：(V*(R2/R1))/RS，其大小與負載電阻RL無關，受輸入電壓V控制。 因此一般在處理器端對數(shù)據(jù)進行采集時，一般是把電流信號轉化為電壓信號，再用ADC來處理。對于精度不高的場合可以就直接接一個250歐姆的精密電阻，轉化為1-5V的信號。如果精度要求高的話可以先用運放來處理再用ADC采集。下面是幾種恒流源電路。 所謂環(huán)的概念，它要出去兩根線進行傳輸，到達處理器之后要接上負載電阻，以供AD采樣。正好構成一個環(huán)狀。
其特點是負載電阻有一端接地(恒流源通常有這個要求)，而取樣電阻兩端均不接地。之所以能夠實現(xiàn)這個要求，關鍵就是上面一個運放和電阻的匹配。上面一個運放顯然是跟隨器，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中電流對輸出的影響(R2不從輸出端取用電流)。
電流環(huán)使誤差越來越少,使控制精度更高更準確更迅速并實現(xiàn)自動控制.
電流環(huán)常被用來遠距離傳輸信號，傳輸信號和傳輸能量。在遠距離傳輸時常常采用電壓的方式傳輸，高壓低電流，這樣能有效減少熱能耗散。而對于信號，在傳輸過程中衰減，由高電平減到了低電平。所以需要有效的監(jiān)聽，確保正確傳輸。用電流環(huán)傳輸信號，相當于增加了負反饋（類似于閉環(huán)控制）。它的反饋可以利用傳輸?shù)木�，只要兩根線。
電流環(huán)抗干擾性能較好，電流環(huán)通訊方式定義有兩種： 模擬方式4～20mA，20mA代表邏輯0，4mA以下代表邏輯1，其抗干擾性能好，工業(yè)上常用； 另一種是開關量，僅用有無電流來傳輸數(shù)字信號。
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