Calcolatore di scalatura 4–20 mA

Converti la corrente di un loop 4–20 mA in unità ingegneristiche e ricava moltiplicatore e offset per un dispositivo calcolato in Edge.

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Lineare

4 mA indica 0 e 20 mA indica 10

048121620240246810mAbar
8nel loop
2,525% dello span

Nel campo di misura da 4 a 20 mA

Operazione Linear di Edge, per un sensore che riporta milliampere

0.625moltiplica per m
-2.5poi aggiungi c
Verifica la tensione del loop a 21 mA, livello alto di guasto NE 43
Che cosa vuoi calcolare?
Conversione
Intervallo di misura

Intervalli comuni

Mostrata con il risultato, per esempio bar o °C

Segnale
mA
Altre opzioni
Segnale

Valore misurato

2,5bar

Posizione nello span
25%
Moltiplicatore Edge (m)
0.625 bar/mA
Offset Edge (c)
−2.5 bar

Usa m e c in Edge solo se il sensore sorgente riporta la corrente grezza in mA. Verifica prima l’unità della sorgente.

Come viene calcolato
  1. Valore = minimo + (I − 4) × (massimo − minimo) ÷ 16=0 + (8 − 4) × (10 − 0) ÷ 16=2,5 bar

Choose the input that reads this signal.

Configura un sistema

8 mA in un campo lineare 4–20 mA da da 0 a 10 bar indica 2,5 bar.

Suggerimento: Secondo la raccomandazione NAMUR NE 43, un trasmettitore che adotta tale convenzione segnala un guasto con 3,6 mA o meno oppure 21 mA o più. Queste correnti indicano un guasto, non una misura.

Come convertire un segnale 4–20 mA in unità ingegneristiche

Un trasmettitore 4–20 mA fornisce 4 mA all’estremo inferiore dell’intervallo e 20 mA a quello superiore, con una relazione lineare tra i due. Per convertire la corrente in una misura, trova la sua posizione nell’intervallo di 16 mA e applica la stessa frazione all’intervallo fisico: 12 mA si trova a metà e corrisponde a 5 bar in un trasmettitore da 0 a 10 bar.

Se Edge riceve la corrente grezza in mA, usa il moltiplicatore (m) e l’offset (c) indicati sotto per creare un dispositivo calcolato con l’operazione Lineare. L’unità del valore sorgente è essenziale: valori già convertiti in unità ingegneristiche, espressi in ampere o memorizzati come conteggi del convertitore richiedono una conversione diversa.

Da corrente a valore

valore = min + (I − 4) × (max − min) ÷ 16

I valori minimo e massimo corrispondono a 4 mA e 20 mA. L’intervallo può iniziare sotto zero, come in un trasmettitore di temperatura da −50 a 150 °C.

Da valore a corrente

I = 4 + 16 × (valore − min) ÷ (max − min)

Usa questa formula per verificare un trasmettitore: applica una pressione o temperatura nota e confronta la corrente misurata con quella attesa.

Percentuale dell’intervallo

% = (I − 4) ÷ 16 × 100

La relazione vale per ogni intervallo: 8 mA rappresentano il 25%, 12 mA il 50% e 16 mA il 75%.

Operazione Lineare in Edge

uscita = m × ingresso + c ; m = (max − min) ÷ 16 ; c = min − 4m

In Edge, apri Dispositivi, aggiungi un dispositivo calcolato, assegna un nome al sensore di uscita e imposta l’unità ingegneristica. In Calcoli, scegli Lineare, seleziona esattamente il sensore di corrente grezza come unico ingresso e inserisci i valori m e c del calcolatore. Con valori di prova manuali, verifica 4, 12 e 20 mA rispetto ai valori minimo, intermedio e massimo prima di salvare. Poi controlla le unità dell’ingresso reale e i timestamp dell’uscita.

Portata con radice quadrata (trasmettitori di pressione differenziale)

valore = min + (max − min) × √((I − 4) ÷ 16)

Con una piastra a orifizio o un venturi, un trasmettitore di pressione differenziale fornisce una corrente lineare rispetto alla pressione, mentre la portata varia con la sua radice quadrata. Scegli «Radice quadrata» in Altre opzioni quando l’estrazione deve essere fatta dal ricevitore.

Esempi: scalatura dei segnali 4–20 mA

Trasmettitore di pressione da 0 a 10 bar a 8 mA

8 mA sono 4 mA oltre lo zero vivo: un quarto dell’intervallo di 16 mA. Un quarto di 10 bar corrisponde a 2,5 bar.

Se la sorgente di Edge fornisce mA, l’operazione Lineare richiede m = 0,625 e c = −2,5. Si ottengono così 0 bar a 4 mA, 5 bar a 12 mA e 10 bar a 20 mA.

Valore misurato 2,5 bar Apri nella calcolatrice

Trasmettitore di temperatura con intervallo che inizia sotto zero

In un intervallo da −50 a 150 °C, l’ampiezza è 200 °C. A 10,4 mA, il segnale è al 40% dell’intervallo; la misura è −50 + 0,4 × 200 = 30 °C.

Valore misurato 30 °C Apri nella calcolatrice

Misuratore di portata con estrazione della radice quadrata

Un trasmettitore di portata basato sulla pressione differenziale, configurato da 0 a 50 m³/h, fornisce 8 mA, pari al 25% dell’intervallo di segnale. La portata varia con la radice quadrata della pressione: √0,25 = 50% dell’intervallo, cioè 25 m³/h. Una lettura lineare dello stesso segnale indicherebbe 12,5 m³/h.

Estrai la radice quadrata una sola volta. Se il trasmettitore fornisce già una portata lineare, mantieni il calcolatore in modalità Lineare.

Valore misurato 25 m³/h Apri nella calcolatrice

Tabella di conversione da 4–20 mA a percentuale

Ogni milliampere intero come percentuale dell’intervallo, come misura in un intervallo da 0 a 10 bar e come portata con estrazione della radice quadrata.

Corrente (mA)Frazione dell’intervallo (%)Da 0 a 10 bar (bar)Portata con radice quadrata (%)
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

Scarica questa tabella (CSV)

Domande su scalatura dei segnali 4–20 mA

Come converto 4–20 mA in percentuale?

Sottrai 4, dividi per 16 e moltiplica per 100. A 12 mA: (12 − 4) ÷ 16 × 100 = 50%.

Perché il segnale inizia a 4 mA e non a 0?

Lo zero vivo di 4 mA distingue il valore minimo reale da un cavo interrotto o da un trasmettitore senza alimentazione, la cui corrente si avvicina a 0 mA; un loop 0–20 mA non può distinguerli allo zero. La corrente del loop può anche alimentare un trasmettitore a due fili. Questo segnale tollera bene lunghi percorsi di cavo esposti a disturbi elettrici.

Che cosa indica una corrente inferiore a 4 mA o superiore a 20 mA?

Un piccolo superamento a uno dei due estremi può rappresentare una misura oltre l’intervallo normale. La raccomandazione NAMUR NE 43 riserva 3,8–20,5 mA alle misure e considera 3,6 mA o meno oppure 21 mA o più come segnale di guasto. Verifica la convenzione adottata dal tuo trasmettitore.

Occorre estrarre la radice quadrata?

Solo per una portata misurata tramite pressione differenziale e soltanto se il trasmettitore non effettua già l’estrazione. Molti trasmettitori moderni di pressione differenziale possono fornire un segnale lineare rispetto alla portata. Estrarre due volte la radice quadrata produce un errore notevole alle basse portate.

Quale carico può alimentare un loop 4–20 mA?

Dipende dalla tensione di alimentazione, dalla tensione minima richiesta dal trasmettitore e dalle resistenze di ricevitore e cavo. Il calcolatore del margine di tensione dei loop 4–20 mA permette di calcolarlo.

Limiti di questo risultato

  • Verifica i limiti di tensione del trasmettitore e del ricevitore, la tensione massima del loop, l’isolamento, la polarità dei collegamenti e la convenzione di guasto specifica del dispositivo.

Misuralo continuamente

ZIO legge trasmettitori 4–20 mA con una risoluzione di 0,001 mA e invia la misura al Gateway tramite la rete mesh wireless, senza dover posare un cavo di segnale fino a un quadro.

Guide correlate

Fonti

  1. 4-20 mA Current Loop Fundamentals (si apre in una nuova scheda) National Instruments, updated 2025-02-03