Mesure 3 et 4 fils et transmetteur

Mesure 4 fils

L'illustration ci-dessous nous révèle 2 circuits :

1. En noir gras le circuit alimenté par le générateur de courantGénérateur d'intensité ou prévoir une alimentation capable de travailler en court-circuit dans la mesure où la résistance à mesurer est faible
   Le montage 4 fils ne se justifie que pour des résistances faibles (inférieures à 20 Ω) ou de grandes distances
   Ou pour de la grande précision : sonde PT100
   
2. En gris fin, le circuit de mesure avec le voltmètre.

Pourquoi ne pas mesurer la tension U directement sur le générateur d'intensité et économiser ainsi 2 fils ?
La résistance des fils acheminant le puissance ne doit pas être négligée, si R à mesurer vaut 1 Ω ; R fil peut engendrer 10% d'erreur (≃ 0.1 Ω par mètre pour du 0.75 mm²)
Par contre la boucle du voltmètre n’achemine quasiment aucune intensitéLa résistance des multimètres en position voltmètre est standardisée à 10 MΩ ; ce quel que soit le calibre et le type de tension (Continue ou alternative). Ainsi pour connaître R à mesurer on applique : R = U / I ; tout simplement !

Une variante, la PT100 : 3 fils

NB : Il existe une variante à 3 fils, dans ce cas la chute de tension dans un fils est mesurée et multipliée par 2 avant d'être soustraite tel que ci-dessous :

R sonde = [U - (2 × u)] / I
Variante la plus utilisée car plus économique (3 fils au lieu de 4), elle impose que les fils soient identiques ce qui est le cas lors de l'utilisation d'un câble !

Du capteur au 4-20 mA : le transmetteur

Une sonde PT100 ne délivre qu’une résistance : 100 Ω à 0 °C, environ 138,5 Ω à 100 °C, soit à peine 0,385 Ω par degré. Un thermocouple de type K, lui, ne fournit qu’une quarantaine de microvolts par degré. Ni l’un ni l’autre ne supporte un long voyage : quelques ohms de câble ou quelques microvolts de parasites suffisent à fausser la mesure de plusieurs degrés.
D’où le rôle du transmetteurSouvent logé directement dans la tête de raccordement de la sonde (transmetteur « tête de sonde »), ou sur rail DIN dans l’armoire la plus proche., placé au plus près du capteur :

Ce que fait le transmetteur :

• Il mesure la sonde au plus près, en 3 ou 4 fils pour une PT100 ;
• il compense la soudure froide d’un thermocouple, en mesurant sa propre température ;
• il linéarise la courbe du capteur ;
• il convertit la plage réglée, par exemple 0 à 150 °C, en 4 à 20 mA.

Le plus courant est le transmetteur 2 fils : il s’alimente sur la boucle elle-même, avec les quelques milliampères que lui garantit le talon de 4 mA. Deux conducteurs suffisent alors pour l’alimenter et transmettre la mesure. Comment, et pourquoi 4 et pas 0 ? C’est tout l’objet du chapitre suivant.