et stort antall sensorer som tar inn og oversetter data fra den virkelige verden til elektriske signaler, er analoge sensorer, og hvis de er oppført som digitale sensorer, er det fordi de har integrerte analoge til digitale omformere. Tradisjonelt har kablede sensorer endret en elektrisk strøm som følge av miljøforhold. Sensorer spenner fra kjente eksempler som fotodioder og fotomultiplikatorer som produserer strøm når de utsettes for elektromagnetisk stråling, til nedsenkbare trykktransdusere som brukes til å måle væskenivåer. Standardstrømsignalet som brukes i dag for industrielle eller miljømessige sensorer, vanligvis kablet Til Programmerbare Logiske Kontroller (Pls), er 4-20ma, med 4ma som representerer null prosent (0%) av den målte verdien og 20mA som representerer 100 prosent (100%) av den målte verdien.
Andre strømområder har historisk blitt brukt for strømsløyfesendere, men de har til felles et forhold på 1: 5 i mA, eller en 20% bias. For eksempel, før transistoren var 10-50 mA nåværende sløyfer vanlige. En 10ma «live zero» ble brukt som det var den laveste der instrumenter basert på magnetiske forsterkere kunne operere, og 50 mA ble brukt til å opprettholde 1: 5-forholdet. (Levende null måles som nullinngang, selv om det faktiske signalet er 4mA, ikke 0mA. En død null ville være 0mA, hvor du har en åpen krets.) Når transistorer kom i stor bruk, ville de på en pålitelig måte operere med en (da) lav verdi på 4mA, slik at industristandarden skiftet til 4 – 20ma (opprettholde 1:5 mA-forholdet). Standarden for 4 – 20MA (ISA SP50) ble opprinnelig publisert i 1966.
Nåværende signaler brukes ofte i sensorer fordi dagens respons vanligvis er mer lineær enn spenningsresponsen. Nåværende signaler gir også typisk lav impedans for sensorer, med fordel for bedre immunitet mot støy. En praktisk vurdering er at nåværende signaler kan strekke seg mye lenger enn spenningssignaler, noe som gir robuste signallengder på opptil 1000 meter.
Strømforsyningsspenninger som brukes med 4-20 mA DC-løkker varierer (9, 12, 24 VDC, etc.) avhengig av søknaden. Strømforsyningen må imidlertid ha et 10% høyere potensial enn spenningsfallet til de kombinerte komponentene i kretsen (dvs.sender, mottaker og ledning). De fleste 4-20ma sløyfer bruker to ledninger, men det er også tre-og fire-tråds konfigurasjoner som skiller en positiv tilførsel fra utgangskoblingen. Komponentene i en 4-20mA sløyfe inkluderer 1) en sensor, 2) en sender, 3) en strømkilde, 4) en krets/sløyfe (dvs. ledninger) og 5) en mottaker.
det er fordeler og ulemper med å bruke en 4-20mA strømsløyfe. Fordelene er at 4-20 mA nåværende sløyfe er den dominerende industristandarden, er bedre for lange avstander, er den enkleste å koble til og konfigurere, bruker mindre ledninger enn lignende systemer, og er veldig enkelt å feilsøke for vanlige problemer som ødelagte ledninger. Ulempene ved å bruke 4-20mA for en aktiv sensorinngangssløyfe er at nåværende løkker kun kan overføre ett prosessignal, noe som krever flere løkker når det er mange prosessvariabler som må overføres. Videre kan bruk av flere løkker føre til problemer med jordsløyfer hvis de enkelte løkkene ikke er isolert.
en annen fordel med 4-20mA strømløkker er sikkerhet. Selv om strømforsyningen er 24 volt, er sjokk ikke en fare siden strømmen er lav (P=VI). Også 4-20mA-strømsløyfen er egensikker for farlige områder som kan inneholde farlige støv-eller dampnivåer fordi det lave strømforbruket ikke forårsaker forbrenning dersom normale drifts-eller feilforhold er i spill.
selvfølgelig, hvis bruken av trådløse sensorer fortsetter å vokse, vil 4-20mA inngangssløyfeavstanden på 1000 meter ikke være så imponerende som den var på 1960-tallet. Den gammeldags 4-20mA sensorsløyfen er imidlertid iboende immun mot hacking via internett og vil alltid være mer pålitelig for sanntidsytelse enn trådløse sensorer.