Nach Datenblatt (http://tds.ifm-electronic.com/tentacle/aus/PT3551.pdf, das Verlinken wäre Deine Aufgabe gewesen!) darfst Du dem Sensor bei 12V höchstens eine Last von 175? anhängen. Rein rechnerisch ergibt das dann bei 20mA einen Spannungsabfall von 3.5V, was durchaus schon mit dem Arduino messbar wäre. Allerdings werden solche Sensoren meist mit einer Verstärkerschaltung betrieben, ich habe aber auch keine Erfahrung damit.