我可能会非常熟悉RS232、RS485和CAN等工业上常用的总线，因为他们都是传输数字信号的方式。那么，我们用什么方式来传输模拟信号呢？在工业环境中，人们经常需要测量各种非电物理量，如温度、压力、速度和角度等，这些都需要转换成模拟量电信号才能通过数百米长的距离到达控制室或显示设备。工业中最广泛采用的方法之一是使用4~20mA电流来传输模拟量。采用这种基于电流的传输原因之一是它对干扰不敏感，因为尽管工业现场噪声电压可能达到数V，但噪声功率通常很弱，因此噪声电流几乎可以忽略不计；此外，作为一个理想化的源，其内部阻抗接近无穷大，而且回路中的导线阻抗不会影响精度，因此可以通过普通双绞线进行数百米远的传输；由于这些特性，在接收端，只需连接一个250欧姆至地之间的电阻，就能获得0-5V之间的输出，并且低输入阻抗接收器能够有效抑制nA级别输入电流噪声所产生的小额电压噪声。

选择20mA作为上限的一个重要考虑因素是防爆要求：20mA以下断开时产生火花能量不足以点燃易燃气体。而下限为4mA而不是0mA，是为了确保即使系统出现故障，变送器也能检测到问题。当正常工作时，它们不会降低到这个水平，但如果发生故障导致环路断开，那么当前将降至0 mA，从而触发警报。此外，2 mA被设定为断线报警阈值。

这些过程通常涉及物理参数转换成4-20 mA范围内的一种形式，然后再发送出去。这意味着它们必须有外部供给来提供动力，而典型的情况是每个变送器需要两根供给线加上两根用于输出数据的线，这样就形成了四根必要连通这一过程所需的一切硬件组件。但实际情况中，由于可以共享一条供给线（如GND），现在我们称其为三根制变送器。在某些情况下，如果变送器本身就足以提供所有所需动力的话，即可实现只使用两根连通这整个过程必需的一切硬件组件的情形。这就是为什么人们开始称之为二行制变送器。在标准化行业实践中，对于最大下限来说，一般认为这是4毫安，所以在这个范围内，供应商往往只会提供24伏高效率DC/DC转换器（如TPS54331或TPS54160）以及低功耗传感器和信号链产品以及处理单元（比如MSP430）。对于实现这样的设计来说，这是一个既具有挑战性又富有吸引力的目标。

为了完成这样一个VI转换任务，将输入从0-3.3v转换成4-20_mA输出，可以利用运放LM358并用+12v供给它。如果你正在寻找更经济或者更小型化解决方案，你可能会发现其他类型的心脏元件或者IC也适合你的应用需求。