Conversion et mise à l’échelle des capteurs

Description

Cet article présente les formules de conversion des signaux mesurés des capteurs en unités physiques, une fonction disponible dans WB-MAI6 et WB-MAI2-mini/CC v.3. Il explique également la mise à l’échelle des limites inférieure et supérieure pour les plages de signal non standard.

Termes et définitions

• Valeurs minimale (S_min) et maximale (S_max) du signal du capteur, par exemple 0–20 mA ;
• Signal mesuré (S) du capteur ;
• Valeurs minimale (P_min), maximale (P_max) et calculée (P) de la grandeur physique mesurée par le capteur. Les valeurs minimale et maximale définissent sa plage de mesure et sont précisées dans sa documentation.
  • P = P_min + (S - S_min) * K.
• Facteur de conversion (K), rapport de la plage de la grandeur physique à la plage du signal : unités physiques par unité de signal.
  • K = (P_max - P_min) / (S_max - S_min).

Conversion d’un signal de capteur en unités physiques

Considérons un capteur de température 4–20 mA couvrant −40 à +80 °C. Calculons la température à 12 mA.

Données :

• S_min = 4 mA, S_max = 20 mA;
• P_min = -40 °C, P_max = 80 °C;
• S = 12 mA.

Solution :

• Facteur de conversion : K = (P_max - P_min) / (S_max - S_min) = (80 − (−40)) / (20 − 4) = 120 / 16 = 7.5 °C/mA;
• Grandeur physique : P = P_min + (S - S_min) * K = (-40) + (12 - 4) * 7.5 = 20 °C.

Limites de plage pour les signaux de capteurs non standard

Pour convertir les signaux analogiques standard en unités physiques, les modules WB-MAI6 et WB-MAI2-mini/CC v.3 utilisent les paramètres Lower et le Upper range limit, correspondant à la grandeur physique minimale (P_min) et maximale (P_max) mesurée par le capteur.

Pour un signal non standard, par exemple 1.6–19.4 mA, choisir une plage de modèle 0–20 mA produit une conversion incorrecte. Calculez les valeurs physiques correspondant à 0 mA et 20 mAet saisissez-les dans les paramètres correspondants Lower et le Upper range limit.

Considérons un capteur de température avec une sortie 6–19 mA et une plage de −40 à +80 °C. Le modèle est réglé pour une mesure 4–20 mA. Calculons les valeurs physiques correspondant à 4 mA et 20 mA.

Données :

• S_min = 6 mA, S_max = 19 mA;
• P_min = -40 °C, P_max = 80 °C;
• S₁ = 4 mA, S₂ = 20 mA.

Solution :

• Facteur de conversion : K = (P_max - P_min) / (S_max - S_min) = (80 − (−40)) / (19 − 6) = 120 / 13 = 9.23 °C/mA;
• Grandeur physique à la limite inférieure de plage : P₁ = P_min + (S₁ - S_min) * K = (-40) + (4 - 6) * 9.23 = (-40) + (-18.46) = -58.46 °C.
• Grandeur physique à la limite supérieure de plage : P₂ = P_min + (S₂ - S_min) * K = (-40) + (20 - 6) * 9.23 = (-40) + 129.22 = 89.22 °C.

Liens utiles

• Sujet de la communauté Décalage du zéro du WB-MAI6
• Sujet de la communauté Mise à l’échelle des valeurs du MAI6.