Calculateur de mise à l’échelle 4–20 mA

Convertissez le courant d’une boucle 4–20 mA en unités physiques et obtenez le multiplicateur et le décalage pour un appareil calculé dans Edge.

Sensors and signals Mis à jour Gratuit, sans inscription

Linéaire

4 mA correspondent à 0 et 20 mA correspondent à 10

048121620240246810mAbar
12dans la boucle
550 % de l’étendue

Dans l’étendue de mesure de 4 à 20 mA

Opération Linéaire d’Edge pour un capteur qui fournit des milliampères

0.625multiplier par m
-2.5puis ajouter c
Vérifier l’alimentation de la boucle à 21 mA, défaut haut selon NE 43
Valeurs d’exemple
Que voulez-vous calculer ?
Convertir
Plage de mesure

Plages courantes

Affichée avec le résultat, par exemple bar ou °C

Signal
mA
Autres options
Signal

Valeur mesurée

5bar

Position dans l’étendue
50%
Multiplicateur Edge (m)
0.625 bar/mA
Décalage Edge (c)
−2.5 bar

Utilisez m et c dans Edge uniquement si le capteur source fournit le courant brut en mA. Vérifiez d’abord l’unité de la source.

Méthode de calcul
  1. Valeur = bas + (I − 4) × (haut − bas) ÷ 16=0 + (12 − 4) × (10 − 0) ÷ 16=5 bar

Choisissez l’entrée qui lit ce signal.

Concevoir un système

Le courant de 12 mA sur une plage 4–20 mA de 0 à 10 bar correspond à 5 bar.

Conseil : Selon la recommandation NAMUR NE 43, un signal de 3,6 mA ou moins, ou de 21 mA ou plus, indique un défaut : ce n’est pas une mesure.

Comment convertir un signal 4–20 mA en unités physiques

Un transmetteur 4–20 mA envoie 4 mA au bas de sa plage et 20 mA en haut, avec une relation linéaire entre les deux. Pour convertir le courant en mesure, déterminez sa position dans l’étendue de 16 mA et appliquez cette proportion à la plage physique : 12 mA se situe à mi-parcours et vaut donc 5 bar pour un transmetteur de 0 à 10 bar.

Si Edge reçoit le courant brut en mA, utilisez le multiplicateur (m) et le décalage (c) ci-dessous pour créer un appareil calculé avec l’opération Linéaire. L’unité de la source est déterminante : les valeurs déjà converties en unités physiques, exprimées en ampères ou stockées en comptes CAN nécessitent une autre conversion.

Du courant à la valeur

valeur = bas + (I − 4) × (haut − bas) ÷ 16

Les valeurs basse et haute correspondent à 4 mA et 20 mA. La plage peut commencer sous zéro, comme pour un transmetteur de température de −50 à 150 °C.

De la valeur au courant

I = 4 + 16 × (valeur − bas) ÷ (haut − bas)

Utilisez cette formule pour vérifier un transmetteur : appliquez une pression ou une température connue et comparez le courant mesuré au courant attendu.

Pourcentage de l’étendue

% = (I − 4) ÷ 16 × 100

La relation vaut pour chaque plage : 8 mA correspondent à 25 %, 12 mA à 50 % et 16 mA à 75 %.

Opération Linéaire dans Edge

sortie = m × entrée + c ; m = (haut − bas) ÷ 16 ; c = bas − 4m

Dans Edge, ouvrez Appareils, ajoutez un appareil calculé, nommez le capteur de sortie et définissez son unité physique. Dans Calculs, choisissez Linéaire, sélectionnez exactement le capteur de courant brut comme entrée unique, puis saisissez les valeurs m et c du calculateur. Avec les valeurs de test manuel, vérifiez 4, 12 et 20 mA par rapport aux valeurs basse, médiane et haute avant d’enregistrer. Après l’enregistrement, vérifiez les unités de l’entrée réelle et les horodatages de sortie.

Débit par racine carrée (transmetteurs DP)

valeur = bas + (haut − bas) × √((I − 4) ÷ 16)

Sur une plaque à orifice ou un venturi, un transmetteur de pression différentielle fournit un courant linéaire en pression, tandis que le débit varie avec la racine carrée de la pression. Choisissez « Racine carrée » dans Autres options lorsque le récepteur doit effectuer cette extraction.

Exemples : mise à l’échelle 4–20 mA

Un transmetteur de pression 0 à 10 bar à 8 mA

8 mA se trouvent 4 mA au-dessus du zéro actif, soit le quart de l’étendue de 16 mA. Le quart de 10 bar vaut 2,5 bar.

Si la source Edge fournit des mA, l’opération Linéaire nécessite m = 0,625 et c = −2,5. On obtient ainsi 0 bar à 4 mA, 5 bar à 12 mA et 10 bar à 20 mA.

Valeur mesurée 2,5 bar Ouvrir dans le calculateur

Un transmetteur de température dont la plage descend sous zéro

Sur une plage de −50 à 150 °C, l’étendue est de 200 °C. À 10,4 mA, le signal est à 40 % de l’étendue ; la mesure vaut donc −50 + 0,4 × 200 = 30 °C.

Valeur mesurée 30 °C Ouvrir dans le calculateur

Un débitmètre avec extraction par racine carrée

Un transmetteur de débit par pression différentielle réglé de 0 à 50 m³/h envoie 8 mA, soit 25 % de l’étendue du signal. Le débit varie avec la racine carrée de la pression : √0,25 = 50 % de la plage, soit 25 m³/h. Une lecture linéaire du même signal indiquerait 12,5 m³/h.

N’extrayez la racine carrée qu’à un seul endroit. Si le transmetteur fournit déjà un débit linéaire, laissez le calculateur en mode Linéaire.

Valeur mesurée 25 m³/h Ouvrir dans le calculateur

Table de conversion 4–20 mA en pourcentage

Chaque milliampère entier exprimé en proportion de l’étendue, en mesure sur une plage de 0 à 10 bar et en débit sur une plage à racine carrée.

Courant (mA)Part de l’étendue (%)0 à 10 bar (bar)Débit à racine carrée (%)
4000
56,250,62525
612,51,2535,4
718,751,87543,3
8252,550
931,253,12555,9
1037,53,7561,2
1143,754,37566,1
1250570,7
1356,255,62575
1462,56,2579,1
1568,756,87582,9
16757,586,6
1781,258,12590,1
1887,58,7593,5
1993,759,37596,8
2010010100

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Questions sur mise à l’échelle 4–20 mA

Comment convertir 4–20 mA en pourcentage ?

Soustrayez 4, divisez par 16, puis multipliez par 100. À 12 mA : (12 − 4) ÷ 16 × 100 = 50 %.

Pourquoi le signal commence-t-il à 4 mA plutôt qu’à 0 ?

Le zéro actif à 4 mA distingue la valeur minimale réelle d’un fil coupé ou d’un transmetteur hors service proche de 0 mA ; une boucle 0–20 mA ne le permet pas à sa valeur zéro. Le courant de boucle peut aussi alimenter un transmetteur à deux fils. Le signal de courant résiste bien aux longues liaisons câblées soumises au bruit électrique.

Que signifie un courant inférieur à 4 mA ou supérieur à 20 mA ?

Un léger dépassement de chaque côté est une mesure hors plage normale. La recommandation NAMUR NE 43 prévoit 3,8 à 20,5 mA pour la mesure et considère 3,6 mA ou moins, ou 21 mA ou plus, comme un signal de défaut. Vérifiez la convention suivie par votre transmetteur.

Faut-il extraire la racine carrée ?

Seulement pour un débit mesuré par pression différentielle, et seulement si le transmetteur ne le fait pas déjà. De nombreux transmetteurs DP modernes peuvent émettre un signal linéaire en débit. Extraire deux fois la racine carrée produit une forte erreur aux faibles débits.

Quelle charge une boucle 4–20 mA peut-elle alimenter ?

Cela dépend de la tension d’alimentation, de la tension minimale du transmetteur et de la résistance du récepteur et du câble. Le calculateur de marge de tension d’une boucle 4–20 mA permet de la déterminer.

Limites de ce résultat

  • Vérifiez les limites de tension du transmetteur et du récepteur, la tension maximale de la boucle, l’isolation, la polarité du câblage et la convention de signalement des défauts propre à l’appareil.

Mesurer en continu

Un ZIO lit un transmetteur 4–20 mA avec une résolution de 0,001 mA et transmet la mesure au Gateway par le réseau maillé sans câble de signal jusqu’à une armoire.

Guides associés

Sources

  1. 4-20 mA Current Loop Fundamentals (s’ouvre dans un nouvel onglet) National Instruments, updated 2025-02-03