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Vérifiez qu’un transmetteur 4–20 mA alimenté par la boucle conserve assez de tension au courant maximal après les chutes de tension du récepteur, du câble et des barrières.
Marge de tension
8,1V
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Conservez une marge pour la tolérance de l’alimentation et le vieillissement.
Vrequired = Vtransmitter + I × Rtotal + Votherheadroom = Vsupply − Vrequired
À 20 mA, la boucle exige 15,9 V ; l’alimentation de 24 V laisse donc une marge de 8,1 V.
Conseil : Vérifiez la boucle au courant le plus élevé qu’elle doit supporter : 20 mA, ou 21 mA et plus si le transmetteur signale les défauts par un courant haut.
Un transmetteur 4–20 mA alimenté par la boucle y puise son énergie. L’alimentation doit donc couvrir sa tension minimale propre ainsi que les chutes de tension de tous les autres éléments de la boucle au courant maximal. Une alimentation de 24 V desservant un transmetteur qui demande 10,5 V, à travers un récepteur de 250 Ω et 20 Ω de câble, laisse une marge de 8,1 V à 20 mA.
Vnécessaire = Vtransmetteur + I × Rboucle + Vfixe
Vtransmetteur est la tension minimale aux bornes indiquée dans la fiche technique du transmetteur. Rboucle comprend toutes les résistances en série : entrée du récepteur, câble aller-retour, barrières et indicateurs. Vfixe comprend les composants produisant une chute fixe, comme les diodes et certains isolateurs.
Marge = Valimentation − Vnécessaire
Une marge positive signifie que le transmetteur reçoit encore assez de tension au courant de dimensionnement. Une marge négative signifie qu’il cessera de réguler avant la pleine échelle et que la mesure sera plafonnée.
Rmax = (Valimentation − Vtransmetteur − Vfixe) ÷ I
Le même bilan pris dans l’autre sens donne la résistance maximale que cette alimentation peut supporter. Les fiches techniques des transmetteurs la présentent souvent comme une droite de charge.
Vérifiez au courant le plus élevé que doit supporter la boucle, et non à 12 mA. Selon NAMUR NE 43, de nombreux transmetteurs signalent un défaut en portant le courant à 21 mA ou plus ; la boucle doit également transmettre ce signal, faute de quoi il sera perdu.
À 20 mA, les 270 Ω du récepteur et du câble provoquent une chute de 5,4 V. La boucle exige donc 10,5 + 5,4 = 15,9 V. L’alimentation de 24 V laisse une marge de 8,1 V et peut supporter une résistance totale allant jusqu’à 675 Ω.
Marge de tension 8,1 V Ouvrir dans le calculateur
Une alimentation de 12 V présente un déficit de 3,9 V : la boucle exige toujours 15,9 V. Le transmetteur cessera de réguler bien avant 20 mA. Utilisez une alimentation de 24 V ou un récepteur dont la résistance d’entrée est plus faible.
Déficit de tension 3,9 V Ouvrir dans le calculateur
Une barrière et un indicateur de boucle ajoutent 280 Ω. À 22 mA, valeur retenue pour vérifier le signal de défaut, les 560 Ω provoquent une chute de 12,32 V. Si le transmetteur exige au moins 12 V, la boucle a besoin de 24,32 V : il manque 0,32 V.
Déficit de tension 0,32 V Ouvrir dans le calculateur
Résistance totale en série que chaque alimentation peut supporter à 20 mA, pour trois tensions minimales du transmetteur et sans chute fixe.
| Alimentation (V) | Transmetteur 8 V (Ω) | Transmetteur 10,5 V (Ω) | Transmetteur 12 V (Ω) |
|---|---|---|---|
| 12 | 200 | 75 | 0 |
| 15 | 350 | 225 | 150 |
| 18 | 500 | 375 | 300 |
| 20 | 600 | 475 | 400 |
| 24 | 800 | 675 | 600 |
| 28 | 1 000 | 875 | 800 |
| 30 | 1 100 | 975 | 900 |
Parce qu’un courant de 4–20 mA traversant 250 Ω produit 1–5 V, une plage lisible par une entrée de tension. À 20 mA, cette résistance consomme aussi 5 V du bilan de la boucle. Sous une alimentation de faible tension, une résistance plus petite et une plage d’entrée correspondante laissent davantage de tension au transmetteur.
Elle dépend du modèle, souvent entre environ 8 V et 12 V, et peut être supérieure pour certains appareils dotés de HART ou d’un afficheur. Utilisez la valeur de sa propre fiche technique dans le pire cas de température.
Seulement par sa résistance. Une longue liaison en câble fin ajoute des dizaines d’ohms sur l’aller-retour ; le calculateur de résistance des conducteurs la détermine à partir de la longueur et de la section.
Le transmetteur ne peut plus fournir le courant maximal : le signal cesse donc de monter avant 20 mA. Les mesures en haut de plage et tout signal de défaut haut sont perdus.
Les capteurs ZIO lisent les signaux 4–20 mA et 0–10 V ; leur résistance d’entrée constitue donc l’une des chutes à prendre en compte dans ce bilan.
