4-20mA，指的就是最小电流为4mA，最大电流为20mA 。
在工业现场，要完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：
第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；
第二，传输线的分布电阻会产生电压降；
第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。
为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们会用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。4-20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。
肯定有很多朋友会问：为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？很简单，如果0是最小，那么开路故障就检测不到了！
那么，为什么偏偏是4mA呢？正常工作时，电流信号不会低于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。有两个原因。一个原因是为了避免干扰，另一个原因是在4-20mA使用的是两线制，即两根线即是信号线，同时也是电源线，而4mA是为了给传感器提供电路的静态工作电流用。
两线制4-20mA电流信号能传多远呢？
4-20mA电流环是可以分为两线制和三线制的，今天先不说那么多其他内容了，下面请大家跟小编一起计算一下吧。
1.干扰因素
①与激励电压高低有关；
②与变送器允许的最小工作电压有关；
③与板卡设备采集电流用的取压电阻大小有关；
④与导线电阻的大小有关。
通过这四项有关量，可以计算出4-20mA电流信号的理论传输距离。
2.要使4-20mA信号无损失在两线回路里传输，必须满足欧姆定律。
即：
(激励电压-变送器允许的最小工作电压)≥输出电流×电流环路总电阻
当输出电流I=20mA，即0.02A时，上式取等号，
则：
电流环路总电阻=(激励电压-变送器允许的最小工作电压)÷0.02，将这个计算值记作r，
即r=(激励电压-变送器允许的最小工作电压)×50，单位Ω。
这个r，业界称之为电流信号的负载电阻，也就是电流信号的最大带载能力。
3.为什么要特意给出这个r的计算式呢？
4-20mA电流信号能传多远，实质是实际电阻与r比大小的问题。
当环路实际总电阻>r时，就算传输距离为0，变送器也是没办法输出20mA电流的；
当环路实际总电阻=r时，变送器输出20mA电流，传输距离只能为0米(超导除外)；
当环路实际总电阻
①由于板卡采集电流用的取压电阻为定值，故导线电阻大小，决定着传输距离的长短；
②导线电阻越小，信号传输的距离越远；
③导线若是超导，电阻≈0，那电流传到美国去也不是事，传到火星去也没问题。
综上所述，电流环路的总电阻R，必须满足R≤r，否则4～20mA信号，无法正常传输。
4.电流环路的总电阻R，由板卡设备上采集电流信号的取压电阻R1，和导线电阻R2组成。
取压电阻R1，多见250Ω、150Ω、100Ω、50Ω，而今流行100Ω-40Ω等小电阻取压。
导线电阻R2=电导率×导线总长度÷导线横截面积=单位长度电阻×导线总长度=单位长度电阻×传输距离×2
