Tout paramètre de processus tel que la Température, la Pression, le Débit, la Densité est détecté, mesuré par un capteur et est converti en un signal électrique sous forme de tension. La tension du capteur est envoyée à l’émetteur pour convertir sous une forme standard le signal de sortie actuel.

La plupart des applications utilisent un signal 4-20 mA au lieu de 0-20 mA ou 0-5 V, ou 1-5 V.

1 ( a). Vivre Zéro c’est-à-dire 4 mA. Il est facile de détecter que le fil de signal n’est pas cassé. Si « 0 » mA, impossible de savoir qu’il s’agit d’un signal ou d’un fil cassé.

(b). Le 4 mA est utilisé comme « range zero ». Si la plage zéro était vraiment nulle mA, alors il n’y aurait pas de courant, et donc pas d’alimentation pour piloter l’instrument de terrain. L’instrument de terrain nécessiterait des dispositifs à 3 ou 4 fils. Des coûts de câblage supplémentaires entrent en compte.

(c). Une autre raison de choisir 4 mA est que lorsque l’émetteur a été introduit pour la première fois, il fonctionnait sur un signal de pression pneumatique pour la transmission. Plus tard, des puces électroniques ont été introduites qui nécessitent un minimum de 3 mA de courant pour fonctionner. Ainsi, une marge de 4 mA est prise comme référence.

2. Échelle et calcul: avec un signal de 4 à 20 mA, il est facile de mettre à l’échelle et de calculer le paramètre du processus.

(a). Échelle: 4-20 Ma signal

Pourcentage de mA

4 mA 0

8 Ma 25

12 mA 50

16 Ma 75

20 mA 100

(b). Calculer le pourcentage de signal correspondant au signal mA

(Valeur mesurée -. Valeur de plage inférieure)/Span * 100%

Par exemple : Le signal 15 Ma est (15-4)/16*100% = 68.75 %

3. Conversion analogique-numérique: Le processeur dans le contrôleur PLC / DCS / autonome nécessite un signal numérique de 1 à 5 V. Le PLC / DCS convertit le signal analogique en signal numérique afin que le processeur puisse le lire. Pour la conversion du courant de 4-20 mA à 1-5 V nécessite une résistance de 250 ohms.

Comme nous le savons V = I R

V = 4 mA X 250 Ω = 1 V

8 Ma X 250 Ω = 2 V

12 Ma X 250 Ω = 3 V

16 Ma X 250 Ω = 4 V

20 mA X 250 Ω = 5 V

4. Raison de 20 mA: 20 Ma est utilisé comme maximum car le cœur humain peut supporter jusqu’à 30 mA de courant uniquement. Ainsi, du point de vue de la sécurité, 20 mA sont choisis.

Avantages:

Il est plus robuste contre les interférences électromagnétiques.

Les câbles très longs ont une résistance, ce qui provoque une chute de tension. La chute de tension affecte la lecture. L’avantage d’utiliser un signal de 4 à 20 mA est que les signaux de courant n’ont pas ce problème.

Inconvénients :

Le courant peut induire un champ magnétique et croiser des lignes parallèles. Il faut utiliser un fil torsadé et le garder éloigné des autres lignes de communication.