图4 直流0~10V/0~10mA转换电路

假设A5为理想运算放大器，反馈电阻R15、R16和负载电阻RL分别远小于对应电阻R9+R12及R10+R13,则R12,R13支路的分流作用可忽略不计，设A5正、反相输入端电压分别为VM、VN,B点与动触点C对地的电压分别为VB、VC.

则有

由上式可见，当运放开环增益足够大时，输出电流Iout与输入电压Vout4的关系仅与反馈电阻R15+Rf大小有关，而与其他参数及负载电阻RL无关，因此电路具有恒流性能。

当取R15+Rf=200Ω，即Rf=50Ω时，若Vout4=0~10V,则得Iout=0~10mA

调节电位器R16动触点C的位置，可改变反馈电阻Rf的阻值，从而改变反馈深度，来进行调节变送器的量程，使得Vi=240V时，Iout=10mA.

图5是输入直流电压0~10V,输出直流电流4~20mA,带负载能力0~500Ω的转换电路原理图。该电路与0~10V/0~mA转换电路结构类似，只是运放A6的同相输入端不是直接接地，而是加一固定的负偏置电压Vp,以便进行零点调整。

                 图5 直流0~10V/4~20mA转换电路

下面通过计算来确定输入电压与输出电流Iout之间的关系。

设A6为理想运算放大器，Vout4为线性检波器的输出，A6正、反相输入端及D点与动触点E对地的电压分别为VR、VS、VD、VE.输出电流Iout在R23+Rf上得到的反馈电压为Vf.与图4 0~10V/0~10mA转换电路公式推导相类似，输入电压Vout与输出电流Iout之间的关系为

由上式可见，当运放开环增益足够大时，输出电流Iout仅与输入电压Vout4、负偏置电压VP、反馈电阻Rf大小有关，而与参数及负载电阻RL无关，因此该电路具有恒流性能。

当VP=-2.5V,Rf=50Ω时，若Vout4=0~10VDC,则有Iout=4~20mA.图中RW是一零点调整电位器，通过调整RW,用来改变VP,进行变送器零点的调整，使得当变送器输入直流电压为0V时，Iout=4mADC;R24是一量程调整电位器，通过改变动触点E的位置，可改变反馈电阻Rf的阻值，从而改变反馈深度，来进行调节变送器的量程，使得当变送器输入交流电压为240V时，Iout=20mA.

3 实验结果及讨论

3.1 实验用主要仪器

除本文所介绍的交流电压变送器之外，还使用了TDGC-1接触调压器（0.2级）一台；ZX17-1十进位电阻箱（0.2级）一台；C41-mA直流电流表（0.2级）一台。

3.2 实验结果
利用上述仪器对交流电压变送器进行精度检测实验，实测数据见表1~3.

表1 0~240V/0~10V AC/DC变送器

实验结果表明，对于较规则的正弦波而言，本文所介绍的交流电压变送器完全能达到设计的主要技术指标要求，性能稳定可靠，准确度高，带负载能强，使用效果良好，同时该变送器体积小、成本低，适用于电力系统和其它工矿企业各种较规则的正弦波电压到直流电压或电流的线性转换场合。但当电网电压的波形失真较严重时，测量误差稍大，为保证测量精度，可采用真有效值测量转换的方法，此方法将另文发表。