工业上普遍需要测量温度、压力、速度、角度等非电物理量，这些量须转换为模拟电信号才能传输到数百米外的控制室或显示设备。工业上最广泛采用的是以4～20 mA电流传输模拟量。

    选择电流信号主要因其抗干扰能力强：工业现场的噪声电压可达数伏，但其功率很弱，噪声电流通常低于纳安级，对4～20 mA传输造成的误差极小。电流源内阻趋于无穷，导线电阻串联在回路中对精度几乎无影响，故可在普通双绞线上传输数百米。接收端只需将一个250 Ω电阻对地接在回路中即可获得0～5 V电压，而接收器输入阻抗低时，纳安级输入电流噪声只会产生极微弱的电压噪声。

    上限取20 mA是出于防爆要求：20 mA电流通断产生的火花能量不足以引燃易燃气体。下限不取0 mA是为了便于检测断线：正常工作电流不会低于4 mA，当传输线故障断路时环路电流降为0。常以电流降至2 mA以下作为断线报警的判断依据。

    电流型变送器将物理量转换为4～20 mA输出，必须由外部电源供电。典型情形下变送器需两根电源线加两根电流输出线共四根线，称四线制变送器；电流输出可与电源共用一根线（共用VCC或GND），可省一根线，故许多四线制变送器实际做成三线制。进一步地，4～20 mA电流本身即可为变送器供电，变送器在电路中相当于一个特殊负载，只需外接两根线，称两线制变送器。工业电流环标准下限为4 mA，两线制变送器通常依赖24 V、4 mA供电工作，因此轻负载下高效DC-DC电源（如TPS54331、TPS54160）、低功耗传感器与信号链产品以及低功耗处理器（如MSP430）对两线制4～20 mA方案至关重要，这既使两线制传感器设计成为可能，又颇具挑战。

    通常还需设计电压-电流（V/I）转换电路，例如输入0～3.3 V、输出4～20 mA，可采用运算放大器LM358并供电12 V实现。