電流信号は耐干渉性が強いため、現在工業上で4〜20 mAの電流信号を広く用いてアナログ量を伝送しているため、現段階で広く応用されているトランスミッタは主に電流型トランスミッタを主としている。一方、電流型トランスミッタの外部配線の数に応じて、一般的に電流型トランスミッタを電流型三線型トランスミッタと電流型二線型トランスミッタに分けることができる。電流型三線式トランスミッターは一般的に3本の線を外付けし、それぞれ2本の電源線と1本の電流出力線である。電流型二線式トランスミッタは一般的に2本の線を接続し、2本とも電源線であり、電源電流は出力する電流である。電流型三線式トランスミッターには明らかな欠点があり、その伝送信号は3本の線を使用しなければならず、信号干渉を低減するためには通常ケーブルにシールド線を追加する必要があるため、長距離伝送が必要な場合、ケーブルのコストが高く、設置も複雑であり、これは工業分野での応用を大きく制限している。対照的に、電流型二線式トランスミッタは簡単なツイストペアで信号伝送ができ、ツイストペアは干渉が小さく、シールド線を追加する必要がなく、遠距離伝送を行う場合、電流型にせんしきへんかんき電流型三線式変送器具に比べて突出したコスト優位性があるため、現段階では電流型二線式変送器の研究に重要な意義がある。
　　
現在、国内外では温度、湿度などの物理量に対する電流型二線式変送器の研究が行われているが、光照射強度に対する電流型にせんしきへんかんきの研究は相対的に少ない。光照射強度と温度、湿度などの物理量との差異性のため、温度湿度などの物理量に対する電流型二線式トランスミッター回路を電流型二線式光照射強度トランスミッターに直接適用することはできない場合が多い。また、現在設計されているいくつかの光照射強度変換器は一般的に精度が高くなく、線形度が悪く、性能が安定しておらず、標準的な4〜20 mA電流信号を出力できないという問題がある。そのため、ここでは精度が高く、線形度が良く、消費電力が低いという特徴を持ち、安定的で信頼性の高い標準4～20 mA電流信号を出力することができ、それによって前に紹介した問題を効果的に解決した電流型二線製光照射強度変換器を設計した。
　　
　　1、トランスミッタシステム構成
　　
図1に示すように、電流型2線製光照射強度変換器回路は、主に光照射強度回転電圧回路、電圧範囲変換回路、電圧回転電流回路、定電圧電源発生回路の4つの部分を含む構成されている。
　　
光照射強度転電圧回路は主にシリコン光電池で発生した極めて微弱な電流信号を後処理可能な0〜5 V出力電圧に変換することを実現し、電圧範囲変換回路は0〜5 Vの電圧信号を0.4〜2 Vの電圧信号に変換する、電圧転電流回路は0.4〜2 V電圧を4〜20 mA電流信号に変換することを実現し、定電圧電源発生回路は、実際に発生した4〜20 mA電流を利用して先端光照射強度転電圧回路、電圧範囲変換回路に安定した給電電圧を供給することにより、外部電源給電電圧変動対を大幅に低減することができるトランスミッタパフォーマンスの影響。
　　
　2、トランスミッタ回路設計
　　
2.1照明強度回転電圧回路
　　
図2に示すように、シリコン光電池は、光照射強度に比例する極めて微弱な電流に光照射強度を変換する。演算増幅器UC 1の同相入力端と反転入力端の虚断から分かるように、シリコン光電池で発生した電流は主に帰還抵抗R 1を通って流れ、それによって演算増幅器UC 1の出力端に出力電圧を形成し、この出力電圧信号は演算増幅器UC 2を経て分離増幅されるので、演算増幅器UC 2の出力端に光照射強度に比例する出力電圧を得ることができる。抵抗R 1、R 2、R 3の抵抗値を調整することで、出力電圧を標準的な0〜5 Vに調整することができる。
　　

　　
運用の虚短虚断から分かるように、
　　
式中：Iはシリコン光電池による電流、V 1は出力電圧である。
　　
R 1、R 2、R 3の抵抗値を調整することにより、標準的な出力電圧が0〜5 Vとなるようにすることができる。
　　
　2.2電圧範囲変換回路
　　
図3に示すように、上記光照射強度回転電圧回路は、オペアンプUC 3及び抵抗R 4、R 5、R 6、R 7からなる同相比例増幅回路を演算して変換して0〜1.6 Vの電圧を得る標準的な0〜5 V出力電圧を得た。一方、分圧回路を経て、変調可能なポテンショメータW 1のスライド端には、演算増幅器UC 4及び抵抗R 9、R 10、R 11、R 12、R 13からなる同相加算回路を介して演算増幅器UC 4の出力端に0.4〜2 Vの電圧を得ることができる電圧を得ることができる。
　　
具体的な式は次のように導出されます。
　　
虚短虚断から分かるように：
　　
適切なR 5、R 6、R 7抵抗値を選択すると、0〜1.6 Vとすることができる。
　　
同相加算演算回路により、R 9‖R 10‖R 11=R 12‖R 13の場合、
　　
式中：Vrefは調整可能なポテンショメータの摺動端から得られる分圧値である。
　　
適切なR 8、R 9、R 10、R 11、R 12、R 13抵抗値を選択し、調整可能なポテンショメータを調整すると、Vout 2=0.4～2 Vを得ることができる。2.3電圧転流回路
　　
図4に示すように、詳細に分析すると、演算増幅器UD 1の出力端は、抵抗R 17、三極管Q 1、抵抗R 18、抵抗R 19、抵抗R 15を介して演算増幅器UD 1の同相入力端にフィードバックされて負帰還分岐路を構成している。放電虚短虚断の特徴から分かるように、抵抗R 14と抵抗R 15の抵抗値が等しい場合、抵抗R 19の両端電圧降下はちょうど電圧範囲変換回路の出力電圧0.4〜2 Vに等しいので、R 19を100Ωとし、R 15>>R 19とすると、zui終端回路における総電流は抵抗R 19を流れる電流、すなわち4〜20 mAとほぼ等しい。
　　
具体的な式は次のように導出されます。
　　
虚短虚断から分かるように：
　　
R 15を取るのはR 19よりはるかに大きく、R 19=100を取ると、I=4～20 mAになります。
　　
2.4定電圧電源生成回路
　　
図5に示すように、電流源は、定電圧電源発生回路の入力電流を安定させ、その出力電圧の安定、すなわちフロントエンドに電力を供給する給電電圧の安定を保証する。定電圧ダイオードD 1は、演算増幅器UD 2の正相入力端に2.5 Vの基準電圧を発生させ、その後、演算増幅器UD 2、抵抗R 20、R 21からなる増幅回路を介してこの基準電圧を増幅することにより、演算増幅器UD 2の出力端に約12 Vの電圧を得る。
　　
具体的な式は次のように導出されます。
　　
運放虚短虚断から得ることができ、
　　
Vdd=2.5 Vなので、適切な抵抗R 20、R 21の抵抗値を選択すれば、要求される出力電圧値VDDを得ることができる。
　　
　3、実験及び結果
　　
上記電流型二線製光照射強度変換器回路において、UC 1、UC 2、UC 3、UC 4はOPA 481を選択し、UD 1、UD 2はMC 33172を選択する。キャリアは回路種の主要消費電力素子であり、OPA 481及びMC 33172はいずれも高精度低消費電力単電源キャリアであり、それらを選択することにより、zuiは変換精度を大幅に高めることができ、同時に回路の総消費電力が4 mA未満の要求を満たす（回路は外部電源から電力を供給し、出力zui小電流は4 mAであり、回路の正常な動作の前提は回路の総消費電力が4 mA未満でなければならない）。また、電流源D 3はLM 234を選択し、定電圧ダイオードD 1はLM 285-2.5を選択し、ダイオードD 2は1 N 437を選択し、ダイオードQ 1は2 N 3904を選択することができる。一般的な抵抗は、精度が1%の精密抵抗を選択します。シリコン光電池は南通大華社製SPS 3030を選択し、このシリコン光電池は変換線形度が良く、温度の影響を受けにくいため、トランスミッタ回路の変換精度を高めることができる。回路には定電圧電源発生回路を用いて先端搬送回路に電力を供給するため、外部電源電圧の変動がトランスミッタ回路に与える影響をzuiが大幅に低減することができる。
　　
上記回路に従ってPCBボードを作成し、上記選択した部品ボンディング回路を用いて、光照射強度が0〜200 klux（光照射強度単位）から変化した場合、トランスミッタ出力端電流の大きさを測定し、実験結果を図6に示す。
　　
図6において、横軸は光照射強度を示し、単位はkluxである。縦軸は出力電流を表し、単位はmAである。実験の結果、この回路は0〜200 kluxの光照射強度信号から4〜20 mAの電流信号への線形変換をよく実現したことが分かった。その変換精度は高く（誤差は約1%）、線形度は良く（直線に近い）、安定して信頼性があり、光照射強度を4～20 mA電流出力に変換でき、zuiは最終的に所期の目標を実現した。
　　
　4、おわりに
　　
本文では電流型二線製光照射強度トランスミッタの設計を詳しく紹介し、実験により設計されたトランスミッタは精度が高く、線形度がよく、消費電力が低く、性能が安定しており、工業において良好な応用の将来性があることを表明した。