Mise à l’échelle 4-20 mA
mA = 4 + 16 × (valeur − min) / (max − min)
La boucle de courant 4-20 mA est le standard de l'instrumentation industrielle : cet outil convertit dans les deux sens entre la grandeur physique (pression, niveau, température, dans votre unité) et le courant, pour n'importe quelle étendue, échelle inversée comprise. Les courants hors de la plage vive sont signalés au lieu d'être extrapolés en silence : sous 4 mA, c'est un défaut de boucle probable, pas un bas d'échelle ; au-dessus de 20 mA, une saturation ou une alarme. La note explique le zéro vivant, la raison d'être du 4.
12 mA
- Calcul
- mA = 4 + 16 × (5 − 0) / (10 − 0) = 12
- Position dans l’échelle
- 50 %
Le capteur émet 12 mA, soit 50 % de l’échelle.
Pourquoi 4 mA et pas 0 : le « zéro vivant ». Un fil coupé ou un capteur mort donnent 0 mA, distinct du bas d’échelle à 4 mA, et la boucle porte ainsi son propre diagnostic. C’est aussi ce qui permet d’alimenter le capteur par la boucle elle-même : les 4 mA de repos le font vivre.
La conversion est affine, seize milliampères pour toute l’étendue : chaque pour cent d’échelle vaut 0,16 mA. La précision de la lecture dépend donc de l’étendue choisie : un capteur 0-100 bar lu à ±0,01 mA rend ±0,06 bar.
Dossier scientifique
Ce que l'outil calcule, ce qu'il suppose, où il cesse d'être valable et d'où viennent ses données.
Méthode & formulesmA = 4 + 16 × (valeur − min) / (max − min)
mA = 4 + 16 × (valeur − min) / (max − min)
valeur = min + (max − min) × (mA − 4) / 16
0 % ↔ 4 mA, 50 % ↔ 12 mA, 100 % ↔ 20 mA
La conversion est affine : seize milliampères portent toute l'étendue, chaque pour cent d'échelle vaut 0,16 mA. Le 12 mA du milieu d'échelle est le point de contrôle le plus rapide au multimètre.
- Étendue (span)
- · la plage physique du capteur, du bas (4 mA) au haut (20 mA) d’échelle.
- Zéro vivant
- · le bas d’échelle à 4 mA et non 0 : un courant nul signale un défaut, pas une mesure.
- Échelle inversée
- · 4 mA au maximum physique, usuelle en mesure de niveau et logiques de sécurité.
- Alarmes NAMUR
- · les conventions usuelles de défaut : ≤ 3,6 mA en bas, ≥ 21 mA en haut (NE 43).
Domaine de validitéL'outil suppose un transmetteur LINÉAIRE entre ses bornes d'étalonnage, ce qui est le réglage usuel.
L'outil suppose un transmetteur LINÉAIRE entre ses bornes d'étalonnage, ce qui est le réglage usuel. Certains transmetteurs appliquent une racine carrée (mesure de débit par organe déprimogène) ou une caractérisation : la conversion affine ne s'y applique pas telle quelle. La précision physique dépend de l'étendue choisie, seize milliampères portant tout le span : étalonner large, c'est lire grossier.
Lecture du résultatUn courant hors de [4 ; 20] n'est pas une mesure : sous 4 mA, la boucle est probablement coupée ou le capteur en alarme basse ; au-dessus de 20, il sature ou signale une alarme haute.
Un courant hors de [4 ; 20] n'est pas une mesure : sous 4 mA, la boucle est probablement coupée ou le capteur en alarme basse ; au-dessus de 20, il sature ou signale une alarme haute. L'outil affiche alors la valeur extrapolée, parce qu'elle aide au diagnostic, mais la marque comme telle. Le pourcentage d'échelle est la lecture commune aux deux sens : c'est lui qu'on compare entre le transmetteur et l'automate.