我可能会非常熟悉RS232、RS485和CAN等工业上常用的总线，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？在工业中，人们通常需要测量各种非电物理量，例如温度、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几百米长的导线到达控制室或显示设备。工业上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信号传输有几个原因：首先，它们不容易受到干扰，因为尽管工业现场的噪声电压可能达到数V，但噪声功率很弱，因此噪声电流通常小于nA级别，从而给4-20mA信号带来的误差非常小；其次，电流源内阻接近无穷大，使得回路中的导线电阻对精度几乎没有影响，因此可以通过普通双绞线在数百米范围内进行数据传输；最后，由于电流源的大内阻和恒流输出，在接收端，只需放置一个250欧姆到地的電阻就能获得0-5V的電壓，而低输入阻抗接收器能够有效降低nA级别输入電流噪聲产生的微弱電壓噪聲。

选择4mA作为下限取值，并不是为了避免0mA，因为这样做可以确保即使变送器故障断开，也能检测到断路情况。当正常工作时，不会低于4mA，当发生故障导致环路中断时，环路中断后的当前将降为0。这一点对于监控系统尤为重要，可以及时发现并报警任何潜在的问题。在实际应用中，大多数变送器都会提供一个额外的手动测试点，这样即使变送器失灵，也可以通过这个点检查是否有问题。

当然，有时候我们还会遇到更复杂的情况，比如当我们想要以更少数量的导线连接这些设备时。例如，一种常见的情况是在两根导线之间共享供货和返回路径（3-wire设计），这意味着只需要两根引脚，就能完成整个过程。而且，如果变送器能够自行从被测物理参数提供必要的一部分能源，那么理论上只需一条单独用于供给能源的地面连接，即所谓“2-wire”设计。但是，这种配置要求精确控制功率损耗，以防止热积累导致安全风险或性能下降。

因此，在设计这样的系统时，我们必须考虑如何实现高效、高可靠性的VI（Voltage-to-Current）转换器，以便将从感应元件读取到的较低幅度模拟输入（如0-3.3v）转换为标准化形式，即适合通过2-wire通道发送出的4-20mA范围之内。此类转换通常涉及运用特定的操作放大器，如LM358，并且要求准确稳定地供应+12v供给。如果成功实现这样的系统，我们就能够创建出既简洁又强大的通信解决方案，从而提升了整个社会网络与设备间信息交互效率。