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Dans l’instrumentation de processus, des capteurs sont utilisés pour mesurer des grandeurs physiques telles que la pression, la température, le débit, etc. du processus. Le capteur génère une sortie sous forme de tension qui est envoyée à l’émetteur attaché au capteur. L’émetteur convertit le signal de tension en signal de courant. La plage de signal de courant que l’émetteur génère en sortie est déterminée par l’étalonnage de l’émetteur. Presque tous les émetteurs fabriqués selon des normes de processus industriels peuvent produire un signal de courant compris entre 0 et 20 Ma ou entre 4 et 20 Ma. Tout dépend du choix d’un ingénieur qui calibre l’émetteur pour régler le signal de courant dans n’importe quelle plage.
Les émetteurs sont généralement des appareils alimentés en boucle et généralement alimentés par une alimentation 24VDC. La plupart des applications industrielles utilisent des émetteurs alimentés en boucle à 2 fils qui contiennent un signal de courant de boucle et l’alimentation électrique sur les mêmes fils électriques. La figure suivante montre comment l’alimentation est connectée en boucle avec le signal de courant généré par le transmetteur de pression et plus tard, comment le signal de courant est envoyé à la carte d’entrée du contrôleur.
Supposons que le fluide traversant la canalisation exerce une pression comprise entre 0 et 10 bars et que l’émetteur soit calibré pour générer un signal de courant compris entre 4 et 20 Ma; qui est proportionnelle à la pression exercée par le fluide sur le capteur de pression.
Lorsqu’il n’y a pas de fluide circulant dans la canalisation, aucune pression n’est exercée sur le capteur, mais le transmetteur de pression génère toujours un signal de courant de 4 Ma aux bornes de sortie. Et si la pression exercée sur le capteur de pression est à sa valeur calibrée maximale de 10 bars, l’émetteur génère un signal de courant de 20 Ma aux bornes de sortie. Ainsi, si aucun courant ne traverse le fil entre les bornes de sortie de l’émetteur et la carte d’entrée du contrôleur, on peut conclure que le défaut en circuit ouvert s’est produit.
De l’autre côté, supposons que le fluide traversant la canalisation exerce une pression comprise entre 0 et 10 bars et que l’émetteur soit calibré pour générer un signal de courant compris entre 0 et 20 Ma. Lorsqu’il n’y a pas de fluide circulant dans la canalisation, l’émetteur génère un courant de 0mA aux bornes de sortie. Dans ce cas, il serait extrêmement difficile d’identifier que le courant 0mA soit dû au circuit ouvert de l’émetteur ou qu’il soit dû à l’absence de pression du fluide. Par conséquent, si l’émetteur est calibré pour générer un signal de courant dans la plage de 4-20mA, les défauts tels que les circuits ouverts peuvent facilement être détectés.
On peut également voir sur l’illustration graphique ci-dessus que si une sortie de courant 4-20mA est envoyée à la carte d’entrée de n’importe quel contrôleur, nous utilisons une résistance de 250 Ohms dans le chemin pour convertir ce signal de courant en signal de tension de gamme 1-5V. En standard, le CAN du contrôleur ne traite que les signaux de tension compris entre 1 et 5 V. C’est une autre raison d’utiliser un signal de courant compris entre 4 et 20 Ma.
Par conséquent, il est recommandé d’utiliser un signal de courant 4-20mA au lieu de 0-20mA. Non seulement, cette gamme nous aide à détecter les défauts de circuit ouvert, mais il devient également facile de dissimuler ce signal en signal de tension 1-5VDC qui sera traité par la carte d’entrée de la plupart des contrôleurs.