流量开关采用电流信号的原因是不容易受干扰，因为工业现场的噪声电压的幅度可能达到数v，但是噪声的功率很弱，所以噪声电流通常小于na级别，因此给4－20ma传输带来的误差非常小；电流源内阻趋于无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，因此在普通双绞线上可以传输数百米；由于电流源的大内阻和恒流输出，在接收端我们只需放置一个250欧姆到地的电阻就可以获得0－5v的电压，低输入阻抗的接收器的好处是na级的输入电流噪声只产生非常微弱的电压噪声。
上限取20ma是因为防爆的要求：20ma的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0ma的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于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。电流型变送器将物理量转换成4~20ma电流输出，必然要有外电源为其供电。典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用vcc或者gnd），可节省一根线，所以现在基本上将四线制变送器称之为三线制变送器。其实大家可能注意到，4-20ma电流本身就可以为变送器供电，变送器在电路中相当于一个特殊的负载，这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。工业电流环标准下限为4ma，因此在量程范围内，变送器通常只有24v，4ma供电（因此，在轻负载条件下高效率的dc/dc电源（tps54331,tps54160），低功耗的传感器和信号链产品、以及低功耗的处理器（如msp430）对于两线制的4-20ma收发非常重要）。这使得两线制传感器的设计成为可能而又富有挑战。
一般需要设计一个vi转换器，输入0-3.3v，输出4ma-20ma，可采用运放lm358，供电 12v。
我们系统地来看看流量开关模拟量设备为什么都偏爱用4~20ma传输信号~
4-20ma.dc(1-5v.dc)信号制是国际电工委员会(iec)过程控制系统采用的模拟信号传输标准。我国也采用这一国际标准信号制，仪表传输信号采用4-20ma.dc，接收信号采用1-5v.dc，即采用电流传输、电压接收的信号系统。
一般仪器仪表的信号电流都为4-20ma，指小电流为4ma,电流为20ma。传输信号时候，因为导线上也有电阻，如果用电压传输则会在导线内产生一定的压降，那接收端的信号就会产生一定的误差了，所以一般使用电流信号作为变送器的标准传输。
为什么变送器选择4~20ma.dc作传送信号？
1、首先是从现场应用的安全考虑
安全重点是以防爆安全火花型仪表来考虑的，并以控制仪表能量为前提，把维持仪表正常工作的静态和动态功耗降低到低限度。输出4~20ma.dc标准信号的变送器，其电源电压通常采用24v.dc，采用直流电压的主要原因是可以不用大容量的电容器及电感器，就只需考虑变送器与控制室仪表连接导线的分布电容及电感，如2mm2的导线其分布电容为0.05μ/km左右；对于单线的电感为0.4mh/km左右；大大低于引爆氢气的数值，显然这对防爆是非常有利的。
2、传送信号用电流源优于电压源
因为现场与控制室之间的距离较远，连接电线的电阻较大时，如果用电压源信号远传，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差，如果用电流源信号作为远传，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。
3、信号电流选择20ma的原因
电流20ma的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流，4~20ma电流和24v.dc对易燃氢气也是安全的，对于24v.dc氢气的引爆电流为200ma，远在20ma以上，此外还要综合考虑生产现场仪表之间的连接距离，所带负载等因素；还有功耗及成本问题，对电子元件的要求，供电功率的要求等因素。
4、信号起点电流选择4ma的原因
输出为4~20ma的变送器以两线制的居多，两线制即电源、负载串联在一起，有一公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。为什么起点信号不是0ma？这是基于两点：一是变送器电路没有静态工作电流将无法工作，信号起点电流4ma.dc，不与机械零点重合，这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。
