Comment réaliser l'installation d'un transducteur de pression ?

Les transducteurs OMEGA ont trois types principaux de sorties électriques : millivolts (mV), volts (V) et courant (mA). Il est important que l'utilisateur sache quelle sortie convient à son application afin de sélectionner le transducteur approprié.

Vous trouverez ci-dessous une description des avantages, des inconvénients et du câblage des transducteurs à sortie en millivolts, en volts et en courant.

SORTIES DES TRANSDUCTEURS ET CONFIGURATIONS DE CÂBLAGE

Les transducteurs à sortie millivolt sont généralement utilisés dans les applications de laboratoire. Ils sont peu coûteux, de petite taille et nécessitent une alimentation électrique régulée.
Figure 1
Les transducteurs à sortie de tension amplifiée sont généralement utilisés dans les environnements industriels légers et les systèmes d'interface informatique, où un signal CC de niveau plus élevé est nécessaire. En raison du conditionnement du signal intégré, ils sont plus coûteux et plus volumineux que les transducteurs à sortie millivolt. Les signaux de tension amplifiés peuvent parcourir des distances moyennes et sont beaucoup plus résistants aux interférences électriques parasites que les signaux millivolts. Les configurations de câblage types sont illustrées à la figure 2.

Un transducteur produit une sortie en millivolts, en tension amplifiée ou en courant. Un transmetteur produit uniquement une sortie de courant. Là encore, en raison du conditionnement du signal intégré, les transmetteurs sont plus coûteux et plus volumineux que les transducteurs à sortie millivolt. Contrairement aux transducteurs à sortie millivolt et tension, un signal de courant est immunisé contre toute interférence électrique parasite, ce qui constitue un atout précieux dans une usine. Un signal de courant peut également être transmis sur de longues distances. Les configurations de câblage types sont illustrées à la figure 3.

MANIPULATION, LOCALISATION ET INSTALLATION DES TRANSDUCTEURS

Figure 2

• A. Membrane - N'appuyez pas sur la membrane et ne la touchez pas, car vous risqueriez d'endommager ou d'altérer son étalonnage, en particulier sur les modèles à faible plage de pression.
  
  
• B. Raccords et matériel - Utilisez des raccords et du matériel adaptés à la pression nominale. Assurez-vous que le type et la taille du filetage des raccords sont corrects. Utilisez des limiteurs de pression, des chambres de capacité, des amortisseurs, etc. si nécessaire.
  
  
• C. Fonctionnement à température ambiante - Placez le transducteur à un endroit où il peut être facilement inspecté et entretenu. La température ambiante doit être conforme aux spécifications techniques du transducteur. Les effets du coefficient de température sur la précision globale du transducteur peuvent être minimisés si la température ambiante est proche de 25 °C. Évitez les emplacements soumis à des vibrations excessives.
  
  
• D. Installation - L'installation doit être effectuée uniquement par du personnel qualifié connaissant les pratiques de sécurité et maîtrisant toutes les normes industrielles acceptées relatives aux systèmes sous pression.L'étalonnage et/ou le zéro du transducteur peuvent être modifiés s'il est serré à un couple excessif lors de l'installation. Vérifiez qu'il n'y a pas de décalage du zéro après l'installation. Lors de l'installation des transducteurs, reportez-vous aux données de couple standard de l'industrie pour la taille du filetage et le type de matériau.
  
  

Figure 3

DÉTERMINER LE NOMBRE DE TRANSDUCTEURS POUVANT ÊTRE EXCITÉS À PARTIR D'UNE SEULE ALIMENTATION ÉLECTRIQUE

Plusieurs transducteurs peuvent être excités à partir d'une seule alimentation électrique. Le nombre de transducteurs pouvant être utilisés est simplement déterminé par la consommation de courant de chaque transducteur et la capacité de courant de la source d'alimentation. La somme de la consommation de courant des transducteurs ne peut pas dépasser la capacité de courant totale de l'alimentation. Par exemple, si vous avez 50 transducteurs consommant 13 milliampères, vous aurez besoin d'une alimentation électrique d'au moins 650 milliampères (50 x 13). Il n'y a également aucun inconvénient à alimenter un seul transducteur avec une alimentation électrique ayant une capacité de courant élevée.

Figure 6. Plusieurs transducteurs connectés à un compteur et à un commutateur (transducteurs avec réglages zéro et plage intégrés, mêmes sorties et mêmes plages de pression)

Figure 7.

CÂBLAGE D'UN TRANSDUCTEUR À PLUSIEURS APPAREILS DE LECTURE, ENREGISTREURS, ORDINATEURS, ETC.

Les transducteurs de pression qui émettent des signaux en milliampères peuvent être connectés en série à plusieurs appareils. Le fait qu'ils puissent transmettre des signaux sur de longues distances sans interférence facilite la connexion d'un appareil à signal milliampère à plusieurs unités d'instrumentation. Ce schéma illustre le câblage correct. L'un des grands avantages d'un signal de courant est la simplicité de la configuration d'un système multi-instruments. La transmission sur de longues distances d'un instrument à l'autre sans interférence électrique facilite les systèmes multi-instruments. Par exemple, un centre d'essai des matériaux peut disposer d'une seule salle de contrôle pour tous les différents laboratoires d'essai, ce qui permet de les faire fonctionner à partir d'un emplacement central. L'étalonnage et le dépannage des instruments sont simples dans une boucle de courant multi-instruments. La seule limitation du nombre d'instruments est la tension fournie par l'alimentation électrique qui alimente la boucle de courant. La tension minimale requise est déterminée par la loi d'Ohm, V-IR (la tension est égale au courant multiplié par la résistance). Ceci est illustré et expliqué dans le schéma 4. Figure 4

OÙ :
RLINE = résistance due au fil
RLOAD = résistances combinées des instruments
VsTRANSDUCER = tension d'alimentation minimale pour le transducteur

Par exemple, supposons que vous disposiez des éléments suivants :

1. Transmetteur de pression (4-20 mA) avec une tension d'alimentation de 12-30 VCC
2. Compteur à panneau avec une impédance d'entrée de 10 ohms
3. Enregistreur avec une impédance d'entrée de 25 ohms
4. Ordinateur avec une impédance d'entrée de 200 ohms
5. Résistance du fil conducteur de 5 ohms.

Figure 5

Exemple pratique

1. Appliquez une pression sur le transducteur à l'aide d'une pompe manuelle.
2. Vérifiez que la pression change sur les trois unités.
3. Une fois que la pression est stable et statique, vérifiez que les trois unités affichent la même lecture de pression.

CÂBLAGE DE PLUSIEURS TRANSDUCTEURS À UN SEUL AFFICHEUR, ENREGISTREUR, ORDINATEUR, ETC.

Lors de la mesure de plusieurs pressions, une erreur courante consiste à utiliser plusieurs transducteurs, un dispositif de commutation et un seul indicateur à panneau, afin d'économiser sur l'achat de plusieurs indicateurs à panneau (ou de tout autre instrument). Le problème est que chaque transducteur a un point zéro unique et que l'appareil de lecture ne dispose que d'une seule vis de réglage du zéro. Il en résulte que la précision totale augmente à environ 3 %, même si chaque capteur de pression a une précision de 0,5 %. Dans la plupart des cas, cette erreur plus importante est intolérable.

La méthode correcte pour utiliser plusieurs transducteurs avec un seul appareil de lecture consiste à utiliser des transducteurs qui ont des vis de réglage du zéro et de la plage intégrées, la même sortie (tension ou courant) et la même plage de pression. Chaque transducteur est réglé en appliquant une pression connue, de sorte qu'ils aient tous des sorties identiques. Lorsqu'ils ont tous des sorties identiques, le compteur est calibré et un commutateur peut être utilisé.

Figure 6 Une autre solution pour utiliser plusieurs transducteurs avec une seule lecture consiste à utiliser un scanner à la place d'un compteur et d'un commutateur. Il existe de nombreux types de scanners. Le type de scanner qui fonctionne avec plusieurs transducteurs de pression doit disposer d'une mise à l'échelle indépendante sur chaque canal.

Certains scanners, en plus d'avoir une mise à l'échelle indépendante sur chaque canal, offrent également des entrées indépendantes de courant, de tension ou de millivolts pour chaque canal. Ces types de scanners vous permettent d'utiliser des transducteurs avec des sorties différentes ainsi que des plages de pression différentes avec le même instrument.

Figure 2. Configuration de câblage type pour un transducteur à sortie de tension (-excitation et -signal sont communs)
Figure 1. Configuration de câblage type pour un transducteur à sortie millivolt
Figure 3. Configuration de câblage type pour un transducteur à sortie de courant
Figure 4. Boucle de courant 4 à 20 mA multi-instruments (indicateurs, enregistreurs graphiques, ordinateurs, etc.)

Tension minimale requise = (0,20 ampères)(R LIGNE + R CHARGE) + Vs TRANSDUCTEUR

Schéma 5.

UTILISATION D'UN SIGNAL MILLIAMPÈRE AVEC DES INSTRUMENTS À ENTRÉE DE TENSION

La plupart des instruments sont configurés pour recevoir une tension.

Figure 7 R=V/I

Où :
R = Taille de la résistance
V = Tension souhaitée
I = Courant

Exemple :
Pour convertir 4-20 mA en 2-10 V
R = V/I = 10/.02 = 500 ohms Une résistance de 500 ohms serait installée entre les bornes (+) et (-) de l'instrumentation

Installation du tuyau du transducteur de pression

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