第3节 电流信号系统(修订中)
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# 1. 电流源
可以通过使用电子放大器来设计输出恒定电流而不是恒定电压的电路。这个组件集合统称为_current source（电流源）_，其符号如下所示：
电流源在其引线上产生所需的尽可能多或尽可能少的电压，以通过它产生恒定量的电流 (opens new window)。这与电压源（理想电池）正好相反，电压源将根据外部电路的要求输出尽可能多或尽可能少的电流，以保持其输出电压恒定。
电流源可以像电压源一样被做成可变设备，而且它们可以被设计成产生非常精确的电流量。如果用可变电流源而不是可变电压源建造一个发射器设备，我们可以设计一个基于电流而不是电压的仪器信号系统：
此时无需担心变送器电流源的内部工作原理，只需考虑其输出随浮动位置的变化而变化的事实，就像电压信号系统中的电位器 (opens new window)设置根据浮动位置改变电压输出一样.
现在请注意，该指示器是电流表而不是电压表（与往常一样，刻度以英寸、英尺或水箱中的水米为单位进行校准）。因为电路是串联配置 (opens new window)（考虑到电缆电阻），所以通过所有组件的电流将_精确相等。_无论有无电缆电阻，指示器上的电流与变送器上的电流完全相同，因此不会像电压信号系统那样产生误差。这种零信号变化保证是电流信号系统过压信号系统的决定性优势。
# 2. 4-20 mA 电流回路
现代使用中最常见的电流信号标准是_4 到 20 毫安_(4-20 mA) 回路，其中 4 毫安代表 0% 的测量值，20 毫安代表 100%，12 毫安代表 50%，依此类推。4-20 mA 标准的一个便利特性是其易于将信号转换为 1-5 伏指示仪表。与电路串联的简单 250 欧姆精密电阻器 (opens new window)将在 4 毫安时产生 1 伏压降，在 20 毫安时产生 5 伏压降，等等：
| 测量百分比 | 4-20 毫安信号 | 1-5 V 信号 |
|---|---|---|
| 0 | 4.0毫安 | 1.0 伏 |
| 10 | 5.6毫安 | 1.4V |
| 20 | 7.2毫安 | 1.8V |
| 25 | 8.0毫安 | 2.0 伏 |
| 30 | 8.8 毫安 | 2.2V |
| 40 | 10.4毫安 | 2.6V |
| 50 | 12.0毫安 | 3.0 伏 |
| 60 | 13.6 毫安 | 3.4V |
| 70 | 15.2 毫安 | 3.8V |
| 75 | 16.0毫安 | 4.0 伏 |
| 80 | 16.8 毫安 | 4.2V |
| 90 | 18.4 毫安 | 4.6V |
| 100 | 20.0毫安 | 5.0 伏 |
4-20 毫安的电流回路规模并不总是电流仪器_的_标准：有一段时间，还有 10-50 毫安的标准，但该标准已被淘汰。4-20 毫安回路最终占据优势的一个原因是安全性：与 10-50 毫安系统设计相比，电路电压和电流水平较低，人身电击伤害和/或产生火花的可能性较小在某些工业环境中点燃易燃气氛。
# 3. 总结
- _电流源_是一种通过电路输出恒定电流的设备（通常由多个电子元件构成），很像向电路输出恒定电压的电压源（理想电池）。
- 电流“回路”仪表电路依靠通过所有元件的电流相等的串联电路原理，以确保不会因接线电阻而导致信号错误。
- 现代使用中最常见的模拟电流信号标准是“4 到 20 毫安电流回路”。