用一個儀表放大器來完成信號的調(diào)理并進行長線傳輸，會產(chǎn)生以下問題：第一，由于傳輸?shù)男盘柺请妷盒盘?，傳輸線會受到噪聲的干擾；第二，傳輸線的分布電阻會產(chǎn)生電壓降；第三，在現(xiàn)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(guān)噪聲的影響，我們用電流來傳輸信號，因為電流對噪聲并不敏感。4～20mA的電流環(huán)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。

　　一般傳感器會把一個物理信號利用電橋等轉(zhuǎn)化為與之對應(yīng)的電信號，比如電壓或電流。下面以一個恒流源電路來分析電壓信號怎么產(chǎn)生與負載無關(guān)的電流信號，當(dāng)然要產(chǎn)生4-20mA的電流信號，則把電壓信號利用放大電路進行變換之后肯定是能做到的。如果傳感器直接出來的是電流信號，則可以先變?yōu)殡妷盒盘枺俳?jīng)過信號調(diào)理電路肯定還能轉(zhuǎn)換到4-20mA的電流信號。當(dāng)然變換過程中的關(guān)系別人不需要知道。但是自己得知道，這樣才能知道4mA的電流對應(yīng)的物理量是多少，20mA的信號對應(yīng)的物理量是多上少。

　　下圖是郝蘭德電路，是典型的電壓電流轉(zhuǎn)換電路。

　　電流環(huán)抗干擾性能較好，電流環(huán)通訊方式定義有兩種：

　　模擬方式4～20mA，20mA代表邏輯0，4mA以下代表邏輯1，其抗干擾性能好，工業(yè)上常用；

　　另一種是開關(guān)量，僅用有無電流來傳輸數(shù)字信號。