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，它們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。這種將物理量轉換成電信號的設備稱為變送器。工業上最廣泛采用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量。
4-20mA，指的就是最小電流為4mA，最大電流為20mA 。
在工業現場，要完成信號的調理并進行長線傳輸，會產生以下問題：
第一，由于傳輸的信號是電壓信號，傳輸線會受到噪聲的干擾；
第二，傳輸線的分布電阻會產生電壓降；
第三，在現場如何提供儀表放大器的工作電壓也是個問題。
為了解決上述問題和避開相關噪聲的影響，我們會用電流來傳輸信號，因為電流對噪聲并不敏感。4-20mA的電流環便是用4mA表示零信號，用20mA表示信號的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號用于各種故障的報警。
問：為什么選擇4-20mA而不是0-20mA呢？
答：如果0是最小，那么開路故障就檢測不到了！
問：為什么偏偏是4mA呢？
答：正常工作時，電流信號不會低于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。有兩個原因。一個原因是為了避免干擾，另一個原因是在4-20mA使用的是兩線制，即兩根線即是信號線，同時也是電源線，而4mA是為了給傳感器提供電路的靜態工作電流用。
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