工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，它们都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。
4-20mA，指的就是最小电流为4mA，最大电流为20mA。
在工业现场，要完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：
①由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；
②传输线的分布电阻会产生电压降；
③在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。
为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们会用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。4-20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。
肯定有很多朋友会问：为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？很简单，如果0是最小，那么开路故障就检测不到了！
那么，为什么偏偏是4mA呢？正常工作时，电流信号不会低于4mA。当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。有两个原因。一个原因是为了避免干扰，另一个原因是在4-20mA使用的是两线制，即两根线即是信号线，同时也是电源线，而4mA是为了给传感器提供电路的静态工作电流用。
4-20mA控制回路怎么工作?
4-20mA构成基础要件：
①24V电源供电
②变送器控制4-20mA信号使其与过程变量成比例变化
③指示器将4-20mA信号转化为相应过程变量
④指示器或控制器I/O输入电阻250Ω分流器生成1-5V输入信号(欧姆定律：电压=电流×电阻，4-20mA×250Ω=1-5V)
通常情况下：
1、温度传感器电路中：
①它们将热电偶或热电阻传感器的温度信号转换为4-20mA信号然后再输出；
②控制器再将4-20mA反译为具体的温度值；
③基于此温度值，控制回路给实现对过程终端控制元件的控制。
2、压力传感器电路中：
同样，控制回路中的压力变送器，通常用来测量过程介质的压力值：
①传感器感知压力，又由变送器将信号转换为4-20mA信号；
②调节器再将4-20mA信号反译为压力值；
③调节器根据压力值，给阀门发送指令，控制阀门开度实现安全阀控制，确保容器不产生危险压力。
