大家可能會非常熟悉 RS232，RS485，CAN 等工業上常用的總線，他們都是傳輸數字信號的方式。那么，我們用什么方式來傳輸模擬信號呢？ 工業上普遍需要測量各類非電物理量，例如溫度、壓力、速度、角度等，這些都需要轉換成模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上。工業上最廣泛采用的是用 4~20mA 電流來傳輸模擬量。采用電流信號的原因是不容易受干擾，因為工業現場的噪聲電壓的幅度可能達到數 V，但是噪聲的功率很弱，所以噪聲電流通常小于 nA 級別，因此給 4-20mA 傳輸帶來的誤差非常小;電流源內阻趨于無窮大，導線電阻串聯在回路中不影響精度，因此在普通雙絞線上可以傳輸數百米;由于電流源的大內阻和恒流輸出，在接收端我們只需放置一個 250 歐姆到地的電阻就可以獲得 0-5V 的電壓，低輸入阻抗的接收器的好處是 nA 級的輸入電流噪聲只產生非常微弱的電壓噪聲。上限取 20mA 是因為防爆的要求：20mA 的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒有取 0mA 的原因是為了能檢測斷線：正常工作時不會低于 4mA，當傳輸線因故障斷路，環路電流降為 0。常取 2mA 作為斷線報警值。電流型變送器將物理量轉換成 4~20mA 電流輸出，必然要有外電源為其供電。最典型的是變送器需要兩根電源線，加上兩根電流輸出線，總共要接 4 根線，稱之為四線制變送器。當然，電流輸出可以與電源公用一根線（公用 VCC 或者 GND），可節省一根線，所以現在基本上將四線制變送器稱之為三線制變送器。其實大家可能注意到， 4-20mA 電流本身就可以為變送器供電，變送器在電路中相當于一個特殊的負載，這種變送器只需外接 2 根線，因而被稱為兩線制變送器。工業電流環標準下限為 4mA，因此在量程范圍內，變送器通常只有 24V，4mA 供電（因此，在輕負載條件下高效率的 DC/DC 電源（TPS54331，TPS54160），低功耗的傳感器和信號鏈產品、以及低功耗的處理器（如 MSP430）對于兩線制的 4-20mA 收發非常重要）。這使得兩線制傳感器的設計成為可能而又富有挑戰。

　　一般需要設計一個 VI 轉換器，輸入 0-3.3v，輸出 4mA-20mA，可采用運放 LM358，供電+12v。我們系統地來看看模擬量設備為什么都偏愛用 4~20mA 傳輸信號~ 4-20mA. DC（1-5V.DC）信號制是國際電工委員會（ IEC ）過程控制系統采用的模擬信號傳輸標準。我國也采用這一國際標準信號制，儀表傳輸信號采用 4-20mA.DC，接收信號采用 1-5V.DC，即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統。一般儀器儀表的信號電流都為 4-20mA，指最小電流為 4mA，最大電流為 20mA 。傳輸信號時候，因為導線上也有電阻，如果用電壓傳輸則會在導線內產生一定的壓降，那接收端的信號就會產生一定的誤差了，所以一般使用電流信號作為變送器的標準傳輸。