为什么要用4-20毫安电流传输模拟量信号因为它就像CAN报文ID一样总是那么的稳定和有序
探索4-20mA电流传输模拟量信号的神秘世界
在工业领域，数字信号的传输是通过RS232、RS485和CAN等总线来实现的，而当我们需要测量那些非电物理量，如温度、压力或速度时，我们就必须将这些信息转换为模拟量电信号，以便于数百米以外的地方进行控制室或显示设备上的处理。工业界中最常见的方法就是使用4-20毫安（mA）电流来传送模拟数据了。
采用这种方式的原因之一是它能够抵御干扰，因为尽管现场噪声可能达到几伏特，但由于它们功率很低，噪声电流通常只有纳安级别，因此对4-20mA信号造成的影响微乎其微。另一个重要因素是，它们使用的是恒流输出，这意味着接收端只需要一个250欧姆到地的小型阻抗就能得到0至5伏特（V）的输出。这一设置不仅减少了输入阻抗所引入的噪声，还有助于检测断线情况，因为即使发生故障，正常工作时也不会低于4毫安。
为什么上限设定为20毫安？这是出于防爆安全考虑：如果断开连接产生火花，它们会释放足够少数量以避免点燃易燃气体。而下限没有选择0毫安，是为了确保系统能够检测到任何意外断开的情况。当环路被破坏并且闭合循环中的当前降至零时，系统就会触发报警值，即2毫安。
变送器将物理参数转换成标准化格式后，就可以直接输出这段稳定的电流范围，从而进行远距离无损失地传输。此外，这种设计还允许变送器与供给它运行所需的一切能源共享一根线路，这样就节省了一条额外线路，使得四根导线制变送器成为三根导线制变送器，并且进一步优化成了两根导线制，只需两个额外通道来提供动力供应和回馈负载。
最后，由于标准要求至少要有4毫安作为底部边界，所以大多数应用场景都限制了最大供电容值在24伏特及以下，以确保效率高并且尽可能小化耗费。如果你想构建这样一种VI转换器，将0至3.3伏特输入翻译成4至20毫安输出，你可以依靠运放LM358以及12伏特供给来完成这个任务。