本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种宽负载的恒流电路。
背景技术：
工业仪表通过信号线传输的很多采集信号都需要转换为4mA~20mA的信号、再输入到主控电路中，进行数模转换后变成对应的显示值。现有技术通过提前预设采集电阻来匹配对应的电路，但这样没有考虑信号线的线路电阻。当线路很长时，阻抗会增大，这样会导致采集电阻增大，使计算的数值出现偏差，不利于精确反映当前的实际值。
因此有必要对现有技术进行改进。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种宽负载的恒流电路，以解决现有信号线较长时不能精确反映当前采集信号的实际值的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种宽负载的恒流电路，与负载连接，其包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一运放、第二运放和线性放大管；
所述第一运放的反相输入端连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端连接线性放大管的输出端和第五电阻的一端，第一运放的同相输入端连接第三电阻的一端和第四电阻的一端，第三电阻的另一端输入采集信号，第四电阻的另一端连接第二运放的输出端和第二运放的反相输入端，第一运放的输出端连接线性放大管的控制端，线性放大管的输入端连接电源端；所述第五电阻的另一端连接第二运放的同相输入端、还通过负载接地。
所述的宽负载的恒流电路中，所述第一电阻的阻值与第二电阻的阻值相等，第三电阻的阻值与第四电阻的阻值相等。
所述的宽负载的恒流电路中，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值均相等。
所述的宽负载的恒流电路中，IPR = U1/R5，其中，IPR为负载电流，U1为采集信号的电压值，R5为第五电阻的阻值。
所述的宽负载的恒流电路中，还包括第六电阻；所述第六电阻的一端连接线性放大管的控制端，第六电阻的另一端连接第一运放的输出端。
所述的宽负载的恒流电路中，所述线性放大管为三极管，所述三极管的基极连接第六电阻的一端，三极管的集电极连接电源端，三极管的发射极连接第二电阻的另一端和第五电阻的一端。
相较于现有技术，本实用新型提供的一种宽负载的恒流电路，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一运放、第二运放和线性放大管；所述第一运放的反相输入端连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端连接线性放大管的输出端和第五电阻的一端，第一运放的同相输入端连接第三电阻的一端和第四电阻的一端，第三电阻的另一端输入采集信号，第四电阻的另一端连接第二运放的输出端和第二运放的反相输入端，第一运放的输出端连接线性放大管的控制端，线性放大管的输入端连接电源端；所述第五电阻的另一端连接第二运放的同相输入端、还通过负载接地。该电路结构使负载电流由采集信号的电压和第五电阻决定，与负载的大小无关，从而实现了宽负载恒流输出的功能。这样即便数据线或传输线较长有损耗，采集信号也不受线路损耗的影响，能确保最终转换得到的数值的准确性。从而解决了现有信号线较长时不能精确反映当前采集信号的实际值的问题。
附图说明
图1为本实用新型提供的宽负载的恒流电路的电路图。
具体实施方式
本实用新型提供一种宽负载的恒流电路，适用于仪器仪表、变送器、可燃气体探测器等需要采集信号并通过信号线传输的设备中，能实现负载变化时电流的恒定，避免了信号线过长增加的负载影响，使不同距离的接收器接受的信号一致性更高。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，本实用新型提供一种宽负载的恒流电路，设置在仪器仪表、变送器、可燃气体探测器等设备的电路板上，采集到的采集信号通过宽负载的恒流电路转换为对应的电流值（进行U-I（电压转电流）转换）后传输给后续的接收部分。
所述恒流电路与负载PR连接，其包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一运放U1A、第二运放U1B和线性放大管Q1；所述第一运放U1A的反相输入端连接第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端，第一电阻R1的另一端接地，第二电阻R2的另一端连接线性放大管Q1的输出端3和第五电阻R5的一端，第一运放U1A的同相输入端连接第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端，第三电阻R3的另一端输入采集信号，第四电阻R4的另一端连接第二运放U1B的输出端和第二运放U1B的反相输入端，第一运放U1A的输出端连接线性放大管Q1的控制端1，线性放大管Q1的输入端2连接电源端VCC；所述第五电阻R5的另一端连接第二运放U1B的同相输入端、还通过负载接地。
本实施例中，线性放大管Q1为电流驱动方式，根据采集信号的电压U1的大小控制流过线性放大管Q1的电流大小。第二运放U1B的反相输入端连接输出端构成负反馈。第一运放U1A的正电源端连接电源端VCC，负电源端接地。第二运放U1B的正负电源端悬空。负载PR包含实际真正的负载和传输线。
采集信号的电压U1大于0V（在具体实施时可为0.4V~2V），采集信号的电压U1大于第一运放U1A的反相输入端上的电压，第一运放U1A输出高电平控制线性放大管Q1导通，线性放大管Q1的输入端2与输出端3连接。电源端VCC的电流通过第二电阻R2流向第一电阻R1，并且电流还通过第五电阻R5流向负载PR，同时电流还通过第二运放U1B、第四电阻R4流向第三电阻R3。
根据图1可以得出 ，
。
本实施例中，R1=R2，R3=R4，则以上公式可以简化为：
U2=2×（U-），
U3=2×（U+）-（U1）。
根据运放的特性（U+） =（U-），则公式再进行简化为 U1 = U2 - U3。
图1中电流经第五电阻R5流到负载PR，且第二运放虚断无电流流入，因此第五电阻R5上的电流等于负载PR上的电流，即IPR = IR5 =(U2-U3)/R5 = U1/R5。
当R1=R2=R3=R4时，经过计算最终负载电流由采集信号的电压U1和第五电阻R5决定，与负载PR的大小无关，从而实现了宽负载恒流输出的功能。后续MCU只需采集已知负载PR的电压即可计算出当前的电流大小，从而根据电流的大小转换为采集信号的数值，这样即便数据线或传输线较长有损耗，采集信号也不受线路损耗的影响，能确保最终转换得到的数值的准确性。从而解决了现有信号线较长时不能精确反映当前采集信号的实际值的问题。
需要理解的是，在R1=R2 = R3=R4的条件下，也能使IPR = IR5= U1/R5。
基于流过负载PR的电流大小仅与第五电阻R5的阻值和输入的采集信号的电压有关，通过更改第五电阻R5的阻值即可实现V-I转换的幅度和范围。例如，要求采集信号为1V时输出10mA的电流，则第五电阻R5的阻值为100Ω。 要求采集信号为5V时输出10mA，则第五电阻R5的阻值为500Ω。大部分工业都是0V~2V 对应0mA~20mA输出，或0V~5V对应0mA~20mA。
进一步实施例中，所述恒流电路还包括第六电阻R6，所述第六电阻R6的一端连接线性放大管Q1的控制端1，第六电阻R6的另一端连接第一运放U1A的输出端。第六电阻R6用于对线性放大管Q1起保护作用。
进一步实施例中，所述线性放大管Q1可以为三极管（NPN）或者MOS管（NMOS管）。为三极管时，三极管的基极（线性放大管Q1的控制端1）连接第六电阻R6的一端，三极管的集电极（线性放大管Q1的输入端2）连接电源端VCC，三极管的发射极（线性放大管Q1的输出端3）连接第二电阻R2的另一端和第五电阻R5的一端。
综上所述，本实用新型提供的宽负载的恒流电路，通过第一电阻~第四电阻组成的类似电桥的电路和两个运放，实现了负载不定的情况下电流依然恒定（即电流只与采集信号的电压和第五电阻决定，与负载的大小无关）的结果，电路结构简洁明了，对产品的小型化、准确性和一致性都有一定的提升。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。