在工業(yè)生產(chǎn)控制過程中，特別是在連續(xù)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要控制一些物理量，如溫度、壓力、流量。這些物理量隨著時間不斷變化。在控制領(lǐng)域，這些隨時間連續(xù)變化的物理量稱為模擬量。
4-20mA是常見的模擬電流信號，也是標(biāo)準(zhǔn)信號。最小電流為4mA，最大電流為20mA。在傳輸信號時，由于導(dǎo)線上有電阻，如果采用電壓傳輸，導(dǎo)線中會出現(xiàn)一定的壓降，接收端的信號會有一定的誤差，所以一般采用電流信號作為傳感器的標(biāo)準(zhǔn)傳輸。
電流信號抗干擾能力強(qiáng)，不易受到外界因素的干擾，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)傳感器中。為了適應(yīng)工控行業(yè)的不同情況，4-20mA電流傳感器一般有四線制、三線制和兩線制。
遠(yuǎn)程傳輸信號的電流源優(yōu)于電壓源的原因
由于現(xiàn)場與控制室距離長，連接線電阻大，如果采用電壓源信號進(jìn)行遠(yuǎn)傳，由于線電阻與接收儀表輸入電阻分壓會產(chǎn)生較大誤差，而采用恒流源信號進(jìn)行遠(yuǎn)傳，只要傳輸回路中沒有支路，回路中的電流就不會隨導(dǎo)線長度而變化，保證了傳輸精度。
采集信號最大電流為20mA的原因
安全火花儀只能使用低電壓、和低電流，20mA引起的火花能量不足以點燃?xì)怏w，非常安全；最大電流20mA是根據(jù)安全、實際功耗、成本選擇的。
為什么4-20mA的起點不是0mA
傳感器連接時，由于某些原因，可能會導(dǎo)致接觸不良或斷開。斷線后，接收設(shè)備無法采集電流信號，導(dǎo)致真實0mA與斷線混淆，無法判斷。如果起點設(shè)為4mA，很容易判斷斷線。同時，將其設(shè)置為4毫安對于雙線信號傳輸有很多優(yōu)勢。
電流信號(4~20mA信號)的優(yōu)點
1、電流信號適合遠(yuǎn)距離傳輸，因為電流信號不受導(dǎo)線電阻的影響，而電壓信號會在導(dǎo)線本身有電阻的情況下被分壓，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。4~20mA的最遠(yuǎn)傳輸距離一般控制在100m以內(nèi)，距離較遠(yuǎn)的建議使用數(shù)字信號(485通訊)。2、電流信號一般采用兩線制，電壓信號一般采用三線制。相比之下，雙線系統(tǒng)比三線系統(tǒng)節(jié)省材料，降低成本。
3、比現(xiàn)場工況復(fù)雜，電流信號的抗干擾能力比電壓信號強(qiáng)。如有干擾，建議用戶選擇4~20mA信號。
4、電流信號可適當(dāng)超出范圍并輸出不準(zhǔn)確的信號。例如，量程為1mA、4~20mA的壓力變送器，超出量程時可輸出24mA。
根據(jù)電源的不同，電壓信號略有不同。例如，測量范圍為1mA，輸出為0~10V的壓力變送器，在電源為9V時，不能輸出9V以上的信號。
5、當(dāng)導(dǎo)線由不同材料(如銅、鎳)制成時，一般會產(chǎn)生磁場，電壓信號會有誤差，電流信號不會。
