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Boucles en instrumentation 4 à 20 mA

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Alimentations, boucles capteurs, 4-20 mA

Le 4 à 20 mA

Le signal 4-20 mA est un standard de transmission de mesures ou commandes analogiques dans le monde industriel. Il existe depuis des décennies et a suivi l'évolution technologique en incorporant des fonctionnalités numériques (HART). On peut dire qu'il est un grand-père mais toujours à la mode...

Exemple d'application

Un capteur de température est plongé dans une cuve. Nous aimerions acheminer cette température vers un automate industriel ou système de contrôle (API, SNCC ou autre).
Ce capteur sera donc raccordé à un circuit électronique (convertisseur ou transmetteur) capable de générer un courant électrique variant de 4-20 mA selon la température.
Tout d'abord, l'instrumentiste définira et réglera une plage de mesure .
Pour l'exemple, choisissons 0 à 150 °C. Ceci veut dire que:
  • 0 °C = 4 mA
  • 150 °C = 20 mA
Et les valeurs intermédiaires sont vraies aussi:
  • 75 °C = 12 mA
  • 100 °C = 14,67 mA
Le circuit électrique transportant ce signal 4-20 mA sera raccordé à une entrée d'automate.  Le programmeur d'automate réglera donc cette entrée pour faire le calcul inverse de sorte que le courant 4-20 mA redevienne des °C. 

Cette mesure pourra enfin servir à des fins de supervision, de régulation de procédés, d'alarmes, ou autres...




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Boucles en instrumentation, 4 à 20 mA





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Générateurs en instrumention





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TOR, masses, capteurs : actif ou passif !





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Alors pourquoi limiter à 2 états ?

Pour transmettre une information, on peut utiliser plusieurs niveaux comme en analogique...
Avec pour inconvénient un risque d'erreurEx : transmettre 6 niveaux : 0, 1 V, 2V, jusqu'à 5 Volts inclus engendre un risque d'erreur lié aux pertes dans le circuit : 3.5 V c'est quoi ? 3 ou 4 ? D'autant qu'aujourd'hui les µprocesseurs travaillent avec seulement ≃1 Volt... non négligeable...
Hystérésis seuil 1 et 0 différents
Avec 2 états, le risque d'erreur diminue : le courant circule ou pas !
0 ou 1 : 0 Vols ou 5 Volt (par exemple pour les premiers circuits logiques en TTL).
Et pour aller plus loin, comme on peut le voir sur le schéma de droite, on créée une hystérésis : le seuil de passage de 0 vers 1Généralement de 60% à 70% de U nominal ; Soit ≃2/3 est supérieur à celui du passage de 1 vers 0Généralement de 30% à 40% de U nominal ; Soit ≃1/3
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Cours extrait des stages : INITELEC  &  INDUSTRONIC

Crée le 09 / 12 / 2016, der. màj le 28 / 02 / 2020 par : Guillaume (Guillaume DUPAS)
Contributeur Guillaume DUPAS Gu5835e07c1389f
Cours vu 38895 fois
Difficulté : ★★☆☆☆
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Gu5835e07c1389f

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