現実世界からのデータを電気信号に取り込んで変換するセンサーの多くはアナログセンサーであり、デジタルセンサーとして記載されている場合は、アナログ-デジタルコンバータを内蔵しているためです。 従来、有線センサーは環境条件に応じて電流を変化させてきました。 センサーは、電磁放射にさらされたときに電流を生成するフォトダイオードや光電子増倍器のようなおなじみの例から、流体レベルを測定するために使用される水中圧力変換器まで多岐にわたっています。 現在、産業用または環境用センサーに使用されている標準電流信号は、通常、プログラマブルロジックコントローラ(Plc)に配線されている4-20maで、4maは測定値のゼロパーセント(0%)を表し、20maは測定値の100パーセント(100%)を表しています。
他の電流範囲は歴史的に電流ループ送信機に使用されてきましたが、一般的にはmAで1：5の比率、または20％のバイアスを持っています。 例えば、トランジスタの前には、10-50mAの電流ループが一般的でした。 10maの”ライブゼロ”は、磁気アンプをベースとした機器が動作できる最低値であり、50mAを使用して1:5の比率を維持しました。 （実際の信号が0mAではなく4mAであっても、ライブゼロはゼロ入力として測定されます。 デッドゼロは0mAになり、その時点で開回路があります。）トランジスタが広く使用されるようになったとき、彼らは4maの（当時）低い値で確実に動作するので、業界標準は4–20ma（1：5mAの比を維持）にシフトしました。 4-20ma(ISA SP50)の標準は1966年に最初に出版されました。
電流信号は、電流応答が通常電圧応答よりも線形であるため、センサでよく使用されます。 また、電流信号は通常、センサに低インピーダンスを提供し、ノイズに対する耐性が向上します。 実用的な考慮事項の1つは、電流信号が電圧信号よりもはるかに長くなり、最大1,000メートルの堅牢な信号線の長さを可能にすることです。
4-20mAのDCループで使用される電源電圧は変化します（9、12、24VDCなど）。）アプリケーションに応じて。 ただし、電源は、回路内の結合された部品（送信機、受信機、およびワイヤ）の電圧降下よりも10％高い電位にする必要があります。 ほとんどの4-20maループは2本のワイヤを使用しますが、出力接続から正電源を分離する3本および4本のワイヤ構成もあります。 4-20maループの部品は1）センサー、2）送信機、3）動力源、4）回路/ループ（すなわち配線）、および5）受信機を含んでいます。
4-20maの電流ループを使用することには賛否両論があります。 長所は、4-20mAの電流ループが支配的な業界標準であり、長距離に適しており、接続と構成が最も簡単で、同様のシステムよりも配線が少なく、ワイヤの破 アクティブセンサ入力ループに4-20maを使用することの欠点は、電流ループが送信できるプロセス信号は1つだけであり、送信する必要があるプロセス変数が多数ある場合には複数のループが必要であることです。 さらに、複数のループを使用すると、個々のループが分離されていない場合にグランドループの問題が発生する可能性があります。
4-20maの電流ループのもう一つの利点は安全性です。 電源が24ボルトであっても、電流が低いため衝撃は危険ではありません（P=VI）。 また、4-20ma現在のループは正常な作動か障害状態が演劇にあれば低い電力の消費により燃焼を引き起こさないので塵または蒸気の危ないレベルを含
もちろん、無線センサーの使用が増え続けると、4-20maの入力ループ距離1,000メートルは1960年代ほど印象的ではありません。 しかし、昔ながらの4-20maセンサーループは、本質的にインターネットを介してハッキングの影響を受けず、常にワイヤレスセンサーよりもリアルタイム