工業傳感器常使用電流大小來傳輸數據，那么作為傳感器數據的接收方，比如單片機，有內部AD的單片機可以檢測電壓的大小，那么首先必須將電流信號轉換為電壓信號，然后進行電壓幅值變換使其適合MCU處理的電壓范圍。

下面我們從設計的電流轉電壓的模塊電路原理圖來逐步解析。

首先我們看電流檢測放大部分，就是U1B部分，電流從R1的上端流入，下端流出。不難看出這是一個差分放大電路，也就是一個減法運算電路，輸出電壓UA=（R5/R3）*(U1-U2)=U1-U2,UA即是電阻R1兩端的電壓差，假如流過該電阻的電流為20mA，那么產生的電壓=20*100=2000mV，還沒有達到我們單片機的電壓測量范圍（這里默認單片機AD檢測的范圍為0-5V）。

所以為了高效的利用單片機AD的量程，我們需要將電壓信號進一步放大，有人會問：如何使電流信號輸入為4mA時，在這時電壓輸出是0V呢？ 這個問題的關鍵點在于我們要輸出的是0V電壓，這里我們還是要用到減法器如下圖：

圖中U1A組成是減法電路，其輸出電壓等于UA-UB。U1D組成一個跟隨器，當電流信號為4mA時，UA=4*100=400mV，那么U1A的輸出此時為0V正是我們的目的，那么就需要UA=UB，那么調節U1D跟隨器的正相輸入端通過調節電位器RP2改變分壓即可。這就完美解決了當輸入電流為4mA時輸出電壓為0的問題。

接下來我們要添加的是放大電路，將U1A的輸出信號進行放大。如下圖：

在這里U1C的作用即是最終放大，那么在使用時，將輸入電流設置為20mA時，調節RP1電位器，即調節電壓放大倍數，直至輸出電壓為5V或其他量程的10V、15V，即可完成對量程的設置。

使用前設置事項：

調零：輸入電流4mA時，調節調零電位器直至輸出電壓為0V。

調量程：輸入電流20mA時，調節調量程電位器直至輸出電壓為目標量程電壓。

供電電壓：7-30V（若輸出要到n V，供電電壓必須大于（n+2）V，這是因為運放不是軌對軌型，最大輸出值無法等于供電電壓值）。

下面是模塊整體的電路圖：

我們看圖中使用的運放為LM324，此運放不是軌對軌的運放，那么運放的最低輸出電壓是不可能等于0V的，即便是軌對軌運放，最低輸出還是會有mV級別的電壓，那么我們將供電改為正負電源即可解決最低輸出不為0V問題，所以利用ICL7660芯片產生芯片產生一個負5V電壓作為負電源。圖中D1二極管起到防止電源反接的作用。