По поводу датчиков с аналоговыми выходными сигналами. 4-20 мА - это унифицированный сигнал постоянного тока для систем автоматики. Датчики физических величин с электрическим выходом (датчики давления, температуры, влажности, расхода и т. п.) могут иметь различные электрические выходные сигналы. На постоянном токе - это токовые или потенциальные сигналы, в том числе и 4-20 мА. Первоначально датчики с выходным сигналом 4-20 мА были трехпроводными, поскольку их электронная начинка потребляла больше 4 мА. С прогрессом в технологиях датчики 4-20 мА стали двухпроводными, поскольку удалось сделать схемы обработки сигнала первичного элемента с потреблением менее 4 мА. Такие датчики, а также устройства управления с управляющим сигналом 4-20 мА (позиционеры, электропневматические преобразователи) очень удобны в применении, токовый сигнал достаточно большого уровня менее подвержен воздействию помех, сопротивление линии не влияет на точностные характеристики и еще масса преимуществ. По этим причинам 4-20 мА наиболее распространенный сигнал в промышленной автоматике, особенно в применениях с протяженными линиями связи.
Как устроен датчик - посмотрите в моей статье, журнал "Компоненты и технологии", №2 за 2005 год.