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IIInnnssstttrrruuummmeeennntttsssdddeee lllaaa rrréééggguuulllaaatttiiiooonnn IIInnnddduuussstttrrriiieeelllllleee
Conception et rédaction
Ing. Formateur : Mohamed BOUASSIDA
[email protected] 2010
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LLAA CCAAPPTTUURREE
Le JUGEMENT
Principe de la CAPTURE des Grandeurs Physiques
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Type des CAPTEURS
Grandeurs Physiques
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Détection de présence
Consiste a détecter un évènement qui est une grandeur physique qui se
mesure par tout ou rien (TOR), autrement dit apercevoir un fait comme passage
d’un objet et donner une information logique (1 ou 0) (existe ou n’existe pas),
cette information survient au régulateur ou à l’automate par un signal constant
soit généralement 24 VDC ou un contact qui s’ouvre ou se ferme.
MONTAGE DES CAPTEURS DETECTEURS 3 fils:
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CAPTEUR DE PROXIMITE CAPACITIF
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CAPTEUR DE PROXIMITE INDUCTIF
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BOUASSIDA
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CAPTEURS PHOTOELECTRIQUES
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Spectre de Radiation (Ondes Electromagnétique)
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Quelques Mesures Physiques Industrielles
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Principe d’un mesureur
Capteur Transmetteur Industriel : M : Signal demesure Standard
0/4…20 mA0/2…10V
Numérique /10 bits
ACTIFS PASSIFS
Tension : μV Résistance : Ω
Courant : μA Inductance : μH
Fréquence : Hz Capacitance : μF
M : Signal de mesure Spécifique
Corpsd’épreuvePV M
M est l’image retardée de PV
CapteurMesureur
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Mesure de température
Définitions :
L’élévation de la température dans une matière est l’agitation des
électrons sur la couche périphérique de l’atome.
On distingue trois échelles fortement utilisées Soit :
Celsius : Le plus ancien et le plus utilisé, défini par le Zéro (0°C) qui est
le passage de l’eau pure de l’état liquide à l’état solide, et défini aussi par
le 100°C qui est la température de l’ébullition de l’eau pure. Cette échelle
est fortement utilisée dans les pays francophones.
Kelvin : C’est l’échelle de l’Unité Système International qui tient sa
définition de l’agitation des électrons qui en refroidissant la matière à des
températures très basses on arrive à stopper cette vibration et on défini
ainsi la température absolue 0°K et qui coïncide à – 273,15°C d’où la
relation de conversion suivante :
Fahrenheit: Il est défini par le fait que la sensation des humains ne fait
pas de différence entre par exemple – 20°C et – 80°C et de plus on se sent
°K = °C + 273,15
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très froid dans l’eau à 10°C et il fait très chaud à seulement 35°C , d’où la
relation suivante qui défini le degré Fahrenheit
Ainsi la comparaison entre les échelles :
°f = 9/5 °C + 32
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Thermocouples :
Les conducteurs des thermocouples sont en alliages de composition très
précise et de ce fait coûteux Ils ont des longueurs d’une trentaine de cm, en
exploitant le principe de l’électronégativité, l’une des deux matières est
électro-négativement plus élevée donc les électrons exercent une pression
sur l’autre matière et engendra ainsi une force électromotrice {f.e.m}
On utilise des fils de compensation jusqu’à la source froide qui est
souvent la boîte terminale.
La boîte de jonction amène 2 forces électromotrices {f.e.m}
supplémentaires si les fils de compensation ne sont pas de même :
Et = E1 + E2 + E3
Les fils de compensation sont des fils de nature différente constituant
eux-mêmes des thermocouples : par exemple on utilise des fils
nickel/cuivre_cuivre avec les thermocouples Pt _ Pt/Rhodié
Pour le Chrome _ Aluminium, on utilise des fils de même nature mais de
qualité inférieure au niveau pureté.
Enfin la boîte de mesure introduit les deux f.e.m supplémentaires si les
bornes sont à des températures différentes
G Et
E2
E3
E1
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Pour corriger le fait que les f.e.m des thermocouples sont données pour la
référence 0 °C à la source froide, une correction très simple est d’ajouter à la
valeur de la lecture en °C, la valeur de la température de la boîte terminale
mesurée par exemple avec un thermomètre à Hg. Cette correction est
suffisante si la température de la source froide est comprise entre -40 et +40°
Principe de mesure par les T/C:Convertisseur
Boucle4 – 20 mA
Câble Blindé decompensation
+ + + +
– – – –
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Câble de compensation à triple blindage:
Les avantages :
Génère son signal spécial de mesure (actif).
Mesure jusqu’au 1800°C
Les inconvénients :
Nécessité d’un câble de compensation
Précision moyenne
Métal A
Métal B
Blindage Electrique : Tissu ignifuge
Blindage Thermique :Fibre de verre
Blindage Electromagnétique :Tresse en acier inoxydable
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Résistance thermodynamique RTD :
C’est une résistance qui augmente sa résistivité avec l’élévation de la
température, on choisi généralement le Platine vu sa noblesse et sa stabilité et
on l’appelle : Sonde platine pt 100 :
Principe : à 0 °C sa valeur est 100,00
La résistance d'une sonde pt100 est de 100 à 0°C et la variation est de
0,385 par degré. Les valeurs de base sont calculées avec la formule
d'interpolation suivante:
R= R0 (1 + A t+ B t²)
A= 3,907084 10-3 K-1
B= -0,578408 10-6 K-2
Montage 3 fils :
Tra
nsm
ette
ur
ou
Rég
ula
teu
r
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Le 3ème fils doit servir pour la mesure de la résistance tout le long de la
distance de câblage de la sonde platine
Schémas De Connexion Des Pt100 En Montages 2, 3,4 Fils
Les avantages :
Pas de câble de compensation.
Potentiellement plus précise que les T/C.
Linéaire et Stable.
Les inconvénients :
Fragilités des sondes de précision. (850 °C Maximum)
Obligation d'avoir une alimentation donc chauffer pour mesurer, c’est
pourquoi on masure par échantillonnage.
Pour les courtes distances de 1 à 3 mètres.On doit court-circuiter les deux bornes sur letransmetteur ou le régulateur.
Les trois fils doivent être de la même natureet passe par le même chemin, pour avoir lesmêmes longueurs et température.
On l’utilise pour plus de précision, encalculant la moyenne entre les quatre fils etleurs pressions de serrage des fils.
C’est le capteur le plus précis de température.Le courant de mesure des deux filsindépendants ne chauffe pas la RTD.
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Elément sensible, plus gros et plus cher que les thermocouples.
On distingue aussi les Sondes platine pt 200, pt 500 et pt 1000 pour avoir
plus de précision en négligeant la valeur des conducteurs par rapport à la valeur
de la RTD
TABLEAU DE LA VARIATION DE LA RESISTANCE EN FONCTION DELA TEMPERATURE (-219 °C à 850 °C)
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Cellule de Température Négative CTN :
Les CTN (Coefficient de Température Négatif, en anglais NTC, Negative
Temperature Coefficient) sont des thermistances dont la résistance diminue de
façon uniforme avec la température.
Présentation technologique :
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Caractéristique Directe R = f (T) :
Cellule de Température Positive CTP :
Les CTP (Coefficient de Température Positif, en anglais PTC, Positive
Temperature Coefficient) sont des thermistances dont la résistance augmente
fortement avec la température dans une plage de température limitée
(typiquement entre 0 et 100°C), mais diminue en dehors de cette zone.
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Présentation technologique :
Caractéristique Directe : = ∙
Comparaison Pt100 et CTP
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Thermomètre à dilatation de liquide :
Liquide: Hg Gamme de T: -35°C -> +600 °C si on crée une pression au
dessus de la colonne liquide pour empêcher l’ébullition du Hg ; azote sous
pression de 6 Bars
Le toluène: -50 à +150 °C
L’alcool -80 à +75 °C
Il est difficile d’obtenir une précision meilleure que 1 % de la valeur
fond d’échelle. On améliore la précision en immergeant le thermomètre jusqu’à
la hauteur du ménisque.
Cet instrument ne convient pas pour les télémesures.
Tube capillaire
Échelle
Bulbe contenant le liquide
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Thermomètre à pression:
Avantages :
Action de régulation sur le relais "TOR"
Mesure continue
Inconvénients :
Ne dépasse pas les 150°C
Pas de Télémesure (capteur d’angle)
Bulbe avec fluide
Sortie compenséeCapillaire dormant
Tube capillaireTube de Bourdon
Bourdon principalBourdon de
compensation
M
220 V
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Pyromètre à radiation totale:
Ils mesurent sans contact la température de surface d’un objet fixe, en
mouvement ou difficile à atteindre. Les mesures de températures par infrarouge
constituent la méthode la plus rapide pour la surveillance.
Principe :
Présentation technologique :
D = 8 S
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Pyromètre à lumière visible :
Avantages :
Contrôle instantané
Sécurité de l’utilisateur
Inconvénients :
Mesure à partir de 600°C
Seulement pour les flammes d’un brûleur ou solide en fusion
Avantages :
Dépasse dans des cas les 6000°C
Mesure des points inaccessibles
Inconvénients :
Etalonner pour chaque corps mesuré (Emissivité)
Les perturbations atmosphériques (Humidité, poussières…)
Précision mauvaise
A
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Mesure de pression
Définitions :
La définition de la pression en Mécanique est la force en Newton exercé
sur une surface en m2 d’où l’unité internationale est le N/m2 ou le Pascal :
P : Pression en Pa
F : Force en N et S : Surface en m2
Unité Système Internationale : c’est le Pascal : Pa
Quelques Conversion : 1 Pa = 10-6 Mpa
= 10-6 N/mm2
= 10-5 Bar
= 14,51 10-5 Psi
= 0, 9869 10-5 atm
A tenir: 1 Bar = 100 000 Pa = 14, 51 Psi
Psi: Pound per square inch
Pression Relative : C’est la pression nulle sous l’atmosphère terrestre
d’où l’aspect de la relativité, la norme internationale exige une valeur de
1,013 bar comme valeur de pression absolue fixe de l’atmosphère d’où la
relation suivante :
P = F / S
PABSOLUE = PRELATIVE + 1,0132
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Pression sous une colonne de fluide :
La Pression Absolue sous une colonne de fluide est crée par la masse du
fluide le long de sa hauteur. Il faut tenir compte des unités internationales à
savoir :
P = P0 + ρ g h
P , P0 : pression absolue en Pascal (Pa)
: Masse volumique en Kg / m3 voir (ci-dessous)
g : gravité terrestre 9,81 m / s2
h : hauteur en mètre (m)
Exemple : la pression en bar sous 10 m d’eau
Données : g = 9,81 m/s²
P = 101300 + 1000. 9,81 .10 = 199400 Pa => 1,994 bars ≈ 2 bars
Avec un tel système on peut mesurer les niveaux avec précision
et sans tenir compte de la mousse s’il y en a. (Voir Partie Niveau)
P
P0
ρeau= 1000 Kg/m3h
P0=Patm=1,013 bar
Si la citerne est fermée et on lachauffe, la pression en haut (P0) peut
augmentée et dépassée les 20 atm
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Quelques Masse volumique :
Eau pure (H2O) : 1000 Kg / m3
Ether : 713 Kg / m3
Huile de lin : 930 Kg / m3
Huile de machine : 910 Kg / m3
Pétrole : 810 Kg / m3
Air sec: 1,293 Kg / m3
Butane: 2, 7 Kg / m3
Pression dans une conduite de fluide :
Quand le fluide et sans mouvement dans une tuyauterie il exerce une
pression radiale qu’on appelle STATIQUE, et dès q’il entre en mouvement il
crée une nouvelle pression qu’on appelle DYNAMIQUE et qui est toujours
axiale dans le sens du fluide, soit ainsi :
Dans une conduite de fluide la pression totale est décrite ainsi :
Pt = Pd + Ps Pt : Pression totalePd : Pression dynamiquePs : Pression statique
Q Ps
Pd
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Tube de BOURDON: 0,6 bar à 4000 bar Hélicoïde à partir de 60 bar
Avantages : Bonne précision, possibilité d’étalonnage facile
Inconvénients : Complexité de fabrication, température de service
Membrane : Plate ou ondulée 0 … 40 bar
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Capsule manométrique : 0 … 2,5 mbar et 0 … 600 mbar
Conversion par effet piézoélectrique
Principe
PastillesPiézoélectrique
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Mesure de Pression Absolue par cellule sèche :
Cellule Céramique: résistance importante au coup de bélier. Cellule sèche
(le vide entre les membranes), procédé de mesure capacitif. Le système
comprend deux capacités: ceci apporte une compensation à la déformation
de la membrane
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Mesure de Pression Absolue par jauge résistive :
Mesure de Pression Différentielle :
Isolant
PolysiliconJauge résistive
Support Solide
Temperature sensor
SupportCéramique
C‘est un double capteur capacitif en céramique
C1 : capacité à gauche C2 : capacité à droite.
C1 + C2 = Constante toujours alors ΔC ~ ΔP
P+ P –
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Mesure de la très Haute Pression différentielle :
Mécanisme de débranchement des MANIFOLDS :
P
P-
2 31
P+
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Maintenance conditionnelle et prédictive par capteur de pression différentielle
P = P haute – P basse
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Conversion des unités de pression
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Mesure de débit
Définitions :
Le débit se divise au minimum en trois types distincts, soit :
Débit VOLUMIQUE
Le débit volumique dans une conduite de fluide est réduit à la vitesse de
déplacement de ce fluide dans sa gaine, et la relation est :
Qv : débit en m3 / s
V : Vitesse en m / s
S : Section en m2
L’unité internationale du débit volumique Qv est le m3 / h, et peut s’écrire
aussi en :
Litre / min cm3 / s Cu ft / h
Ce type de débit est utilisable pour les liquides visqueux, l’air, les gaz non
combustibles.
Qv = V. S
Qv SV
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Débit MASSIQUE
L’unité internationale du débit massique Qm est le kg / s et peut s’écrire
aussi en : Tonne / h ou lb / min
Ce type de débit est utilisable pour la mesure des solides en poudre ou l’état
granulat comme le ciment, le blé, le tabac ou encore les fluides combustibles
Débit UNITAIRE
Le débit unitaire Qu doit servir pour plutôt compter des objets qui
passent sur un transporteur à chaîne ou un convoyeur exemple :
Bouteilles / s Voitures / jour Cartons / min
Qm = V. S .ρ
Vers CompteurTotaliseur dedébit unitaire
Capteur de Proximité CAPACITIF,INDUCTIF ou OPTIQUE
Qm : débit en Kg / s
V : Vitesse en m / s
S : Section en m2
ρ : Masse volumique en Kg/m3
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Mesure de débit volumique par champ électromagnétique :
Basé sur la loi de Faraday, d’un conducteur en mouvement sous l’effet d’un
champ magnétique
B = Induction créée par la bobine
L = Longueur du conducteur (Distance entre les électrodes = Ø)
v = Vitesse du conducteur (débit moyen)
UM (e) = Tension générée dans le conducteur
Le liquide doit avoir une résistivité acceptable < 200 k/cm.
Ordre de grandeur de e -> 300 V/cm. Si on utilise un B constant, il y a risque
d’électrolyse et de polarisation des électrodes.
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Mesure de débit massique par effet Coriolis :
Des forces de réaction apparaissent dans un tube vibrant traversé par un liquide
en mouvement, la mesure de ces forces donne l’amplitude du débit massique
= Vitesse angulaire
F = force Coriolis
= Déphasage
A, B = Capteur
y = Amplitude
t = temps
~ F ~ Qm
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Mesure de débit volumique par Turbine :
Qv ~ U
Compteur à Turbine (SONEDE et STEG_Gaz)
Avantages :
Grande Précision
Fabrication simple
Inconvénients
Pièces tournantes ( Entretien, usure, coincement…)
Pertes des charges
Pour Faible débit et faible diamètre seulement
G
Qv
U
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Mesure de débit volumique par Palette :
Capteur d’angle
Avantages :
Grande Canalisation ( ONAS )
Liquide hétérogène
Inconvénients
Pièces tournantes ( Entretien,
usure, coincement…)
Faible précision
Mesure angulaire par deuxdemi-disques à capacitance
Capacité nulleCapacité maximale
Qv
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Mesure de débit volumique par Effet de Vortex :
Un obstacle est placé dans un conduit, et il crée une turbulence de longeur
proportinnelle au débit volumique.
Avantages :
Grand Débit
Inconvénients
Maintenance périodique du corps perturbateur
Mesure de Vortex imprécise
Qv
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Mesure de débit volumique et massique par Organe déprimogène:
K P
0 0 Maxi
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1 0
Avantages :
Mesure de débit massique et volumique à la fois
Grand débit et grand diamètre
Inconvénients
Maintenance et nettoyage du disque des dépots
S’opposer trop au fluide pour plus de précision
D d
p+ p-
dD =
qm(v) = K() 2 p
Pré
cisi
on
qu
is’
am
élio
re
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Mesure de débit volumique et massique par Tube de PITOT
Avantages :
Mesure de débit massique et volumique
à la fois
Grand diamètre ( Les cheminées )
Inconvénients
Maintenance et nettoyage des trous du
tube
Repositionnement délicat après entretien
q
Pstat PstatPdyn +
p = p+ - p-
qm(v) = K 2 p
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Mesure de débit massique par Effet Thermique :
Basé sur la définition de la chaleur thermique d'un liquide.(Quantité de
chaleur pour élever de 1 °C l'unité de masse de ce fluide).
Mesure de débit massique de liquides et de gaz (Précision ± 1 % à ± 2 %)
Qm ~ ΔT
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Indication de débit par Rotamètre :
Le rotamètre est équipé d'un flotteur (selon de la densité du liquide) qui reste
au fond du tube si le débit est nul. En présence d'un débit, le flotteur subit une
force le soulevant, jusqu'à ce que l'espace entre le flotteur et le tube permette à
suffisamment de liquide de contourner le flotteur.
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Mesure de NIVEAU
Définitions :
La flottabilité est la poussée verticale, dirigée de bas en haut, qu'un fluideexerce sur un objet immergé. Le fluide peut aussi bien être un gaz qu’unliquide. La flottabilité agit toujours dans la direction opposée à la gravité.Selon le rapport entre le poids réel (Pr) et la poussée d'Archimède (Pa), ondistingue :
corps de flottabilité positive :l'objet remonte (Pr < Pa)
corps de flottabilité nulle :l'objet flotte (Pr = Pa)
corps de flottabilité négative :l'objet coule (Pr > Pa)
Problème du Niveau Mousseux :
La mousse est une substance formée de petites bulles d’air serrées produitegénéralement par un liquide brassé, sous pression ou fermenté dont la densitéest très faible par rapport au liquide
Problème du Niveau Solide :
FlotteImmerge
Submerge
Niveau Vrai
?
Niveau LiquideNiveau Total
Ligne du VraiNiveau
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Mesure de niveau par conduction :
Il faut que le produit soit conducteur. Lorsque le
produit atteint l ’électrode de la sonde, la
résistance chute violemment, la citerne est
conductrice, si non on doit mesurer par deux
électrodes parallèles :
Capteur de niveau à flotteur variateur de résistance (Automobile) :
I ~ 1/R ~ L
I
L
La variation de la résistance se fait par
le mouvement du flotteur (en liège) qui
la court-circuite par deux lames
glissante en cuivre.
Pour que le flotteur ne subit pas
l’agitation du fluide, on le met dans un
tube troué pour retarder l’effet de
perturbation de surface.
Troues
ΔR ~ ΔL
Flotteur
Fil résistif
Lames
Le dépôt des matières solides sur
l’électrode cylibdrique change
sensiblement sa résistance ce qui
impose l’étalonnage ou le tarrage.
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Mesure de Niveau par électrodes capacitives
Lorsque le liquide est isolant, un effet capacitif est créer soit par deux
électrodes cylidriques, soit par une électrode et la paroi du réservoir quand elle
est métallique. Le diélectrique est le liquide dans la partie immergée, l’air en
dehors du liquide.
Si le produit est conducteur, Rp tend vers 0, il reste la capacité Ci dont la
valeur sera proportionnelle à la longueur de l ’électrode immergée dans le
produit. Si le produit est isolant, il y a deux capacités en série, mais Ci >> Cp et
c ’est la capacité Cp qui reste en ligne de compte.
Ri et Rp sont les résistances caractérisant les pertes des diélectriques. Les
pertes augmentent avec la fréquence de mesure, suivant la nature du produit à
détecter, on choisira f= 33 kHz ou 1 MHz.
d
sC r 0
d
ߝ S
0 est la permittivité du vide
= Cte = 8,85.10-12 F/m
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Mesure de niveau par pression différentielle :
Avantages :
Indifférence à la mousse : non seulement il ne mesure pas le faux
niveau de la mousse mais il mesure la valeur du vrai niveau si on suppose que
la mousse se dissémine et revient liquide.
La précision est bonne puisque la mesure est sensible au bar.
Inconvénients :
Pour les liquides homogènes et qui ne comportent pas des solides en
suspension (fromage, beurre…)
Il faut un capteur différentiel ou deux capteurs liés à une unité de calcul.
g
h
p2 = p tête
p1 = g h + p tête
p = p2 – p1 = g h
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Mesure de niveau par flotteur magnétique :
Avantages :
Indifférence à la mousse : Le flotteur flotte sur le liquide grâce à la
poussée d’Archimède qui n’est pas valable pour les mousses qui sont moins
dense de 500 à 1000 fois que le liquide
La précision est acceptable.
Inconvénients :
Mesure discontinue ( 1 mm) :
quand le flotteur se trouve entre deux
bobines le processeur ne décide pas et
généralement il prend la plus proche (la
valeur la plus élevée).
Etalonnage pour chaque type de
liquide : si la densité du liquide change le
flotteur immerge ou flotte (flottabilité)
donc il faut changer le flotteur.
Ne mesure que les faibles
niveaux : Tant qu’il n’y a pas la
possibilité de démontage (Max 2 mètres).
0/4…20mA
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Mesure de niveau par émission acoustique :
On utilise le principe du RADAR. On émet à l’aide d’un émetteur piézo-
électrique un train d’onde sinusoïdale de courte durée, le train d’onde franchit
la distance jusqu’au niveau du produit et l’onde se réfléchit et retourne au
capteur. On mesure le temps du parcours aller-retour du train d’onde
La vitesse v de propagation des sons dans l’air est de 343 m/sec à la
température de 20 °C. La variation de vitesse Δv = 0,18 % / °C
Pour 40 °C de variation, il y a une variation de vitesse de 7,2 %, d’où il
faudra prévoir des sondes de température pour effectuer la correction.
Il est important d’avoir une source émissive très directionnelle afin de
réduire les échos parasites par exemple sur les parois du réservoir.
d = v . t / 2
0/4…20mA
Zone de Blocage
EmetteurAcoustique
RécepteurAcoustique
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Mesure de niveau par capteur à filament tendu :
Avantages :
Les sources extérieures ne l’influe pas
Mesure jusqu’au 10m
Inconvénients :
Maintenir une tension constante sur le fil
donc concevoir un tendeur mécanique
Mesure seulement de l’état solide
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Mesure de niveau par flotteur de position :
Le tambour tourne dans les deux sens sous
l’effet d’un ressort de rappel pour assurer
une faible tension de tirage sur le câble en
acier tressé
Avantages :
Mesure dans les citernes
d’hydrocarbure (indifférence à la mousse)
Mesure jusqu’au 50m
Inconvénients :
Maintenance et installation complexe
Bobinage guidé sur le tambour
aléatoire
Le flotteur dans le réservoir est relié par une tige à un porte-aimant dansle tube au dessus du réservoir passe devant les volets rouges/blanc ils tournentl’un après l’autre 180°.
L ~ Nombre de tours
L
Guidage du flotteur
Nombrede tour
Encodeur
Indicateur de
niveau à flotteur à
volets magnétiques
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TTRRAANNSSMMEETTTTEEUURRSS EENN IINNSSTTRRUUMMEENNTTAATTIIOONN
Transmetteurs aux SIGNAUX ANALOGIQUES STANDARDS
Rappel d’une chaîne de mesure d’un procédé régulé en continu :
Signal Information
C’est mieux de ne pas recevoir l’information que de l’acquérir fausse.
Boucle de courant :
Un GENERATEUR est une source de grandeur physique CONSTANTE
tant sa puissance le permet.
Générateur de courant Générateur de tension
Les trois rôles des transmetteurs :1-Convertir le signal spécial en
signal standard2-Amplifier en puissance le signal
pour le transmettre3-Cadrer la mesure sur un étendu
voulu « ZOOMING »
U = Var
i = Cst
+
-
Essai à Vide
+-
U = Cst
Essai en Court-circuit
i = Var
Capteur Transmetteur Régulateur
ActionneurPROCESSUS
Signal Standard
Signal Spécial
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Signal Courant :
0 mA 0%
20 mA 100%
Avantage :
Etendu sur 20 mA, donc plus de précision
On l’utilise comme signal interne (dans les cartes)
Inconvénient :
On ne peut pas distinguer la différence entre 0% de la mesure et fil coupé.
Donc on utilise le signal le plus utilisé c’est :
4 mA 0%
20 mA 100%
Pourcentage Boucle 0-20 mA Boucle 4-20 mA0% 0 4
10% 2 5,620% 4 7,225% 5 830% 6 8,840% 8 10,450% 10 1260% 12 13,670% 14 15,275% 15 1680% 16 16,890% 18 18,4
100% 20 20
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Pour calculer une valeur de PV il suffit d’avoir le pourcentage
Ou pour calculer un pourcentage d’une valeur connue
Signal Tension :
0 V 0% 1 V 0%
5 V 100% 5 V 100%
Attention aux chutes de tension dues au serrage des fils de câblage et de
leurs natures, ainsi aux champs électromagnétiques qui traversent le câblage et
créent des forces électromotrices.
Conversion de la boucle de courant en tension :
Cette conversion va servir à traduire le signal fourni par le transmetteur
qui est généralement le courant et le régulateur qui reçoit particulièrement de la
tension, ou aussi un enregistreur analogique.
Pour convertir le courant en tension il suffit d’utiliser une résistance.
Valeur (mA) = (MAX – min) X (%) + min
Valeur (mA) – min
(%) = X 100
(MAX – min)
Page 60 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
La valeur de cette résistance est de telle sorte la boucle de courant se
converti en un signal de tension :
R = U / i = 5 V / 0,020 A = 250
Fréquence :
0 kHz 0%
1 kHz 100%
Il n’y a pas de chute ni d’atténuation du signal donc très précis, on
l’utilise surtout pour débit et la vitesse de rotation (encodeur).
Pression:
O, 2 bar 0%
1 bar 100%
C’est un signal fortement utilisé dans les zones à haut risque d’explosion
et dans la commande des vannes de régulation.
0 V
5 V
4 mA20 mA250
0.0
1% 0 mA
20 mA1 V
5 V
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Montage des transmetteurs analogiques
Montage 2 fils (Passif_2W) :
La boucle de courant est générée dans transmetteur par l’application de la
tension (VDC), ce courant M (mA) est piloté par le circuit intégré dans le
transmetteur selon la grandeur physique (PV) doit être converti en tension.
Avantage :
Deux fils seulement
En cas de coupure de la boucle, le transmetteur sera hors danger
Inconvénient :
Alimentation obligatoirement DC
Signal de mesure est uniquement courant
Précision de transmission dépend de la fluctuation de tension
+
−
+– +
–mA 0/4…20mA
10 à 32 VDC
–
+
Vers Entrée « tension »Régulateur ou API
PV
Page 62 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Montage 4 Fils (Actif_4W) :
Le signal de mesure est généré par le transmetteur suite à son
alimentation externe, la nature de l’alimentation et celle du signal de mesure
peuvent être différente.
Avantage :
Le signal de mesure n’est pas influencé par la fluctuation de
l’alimentation en AC ou DC
La nature de l’alimentation (DC ou AC) n’impose pas la nature du
signal (0/4…20mA, 0/2…10V, Fréquence…)
Inconvénient :
Quatre fils de câblage dans le tubing en même temps
Câble Blindé 2paires
+
––
+
Vers Régulateur ou API
~Ou
Page 63 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Montage 3 Fils (Actif_3W) :
C’est un montage hybride actif (alimentation hors signal) mais qui unisse le
fil de retour alimentation avec le retour du signal en un seul fil.
Avantage :
Le signal peut être Tension ou Courant par rapport au montage deux
fils alors le signal ne peut être que du courant.
Trois fils au lieu quatre, pour N transmetteurs alors (N+2) fils
Inconvénient :
L’alimentation est forcément VDC
Le bruit de l’alimentation circule dans le signal de mesure
+–
–
+
Vers Régulateur ou API
Sortie Signal Courant Sortie Signal Tension
PVPV
Page 64 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Transmetteurs aux SIGNAUX numériques
Eclaircissement de l’amalgame de Digitalisation
ANA : Analogique NUM : Numérique
Transmetteur à signal ANA 0/4…20mA et
étalonnage ANA seulement (Z&S)
Transmetteur à signal ANA
0/4…20mA, étalonnage ANA
(Z&S) et configuration NUM
Transmetteur à signal NUM porté sur le signal
ANA 0/4…20mA (SMART)
Transmetteur à signal NUM
et configuration NUM câblé
ou sans fil
Câblage des Transmetteurs Numériques :
PV PV
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Câblage RS232
Câblage RS232C
RS485 RS422 et RS485
DB9 – DB9 DB9 – DB25
DB9 – DB9
Page 66 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Port Série sur DB9
Principe de digitalisation :
C’est de convertir une grandeur analogique soit une tension é en une
grandeur numérique comme mot binaire (2), en moyennant un CAN
(Convertisseur Analogique Numérique) ou ADC (Analogue Digital Converter).
Page 67 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Le quantum numérique :
C’est la valeur transmise par un mot binaire (ou octet sur 8 bits) et c’est la
plus petite valeur possible digitalisée par le transmetteur.
ݍ =V୰±
2୬ − 1
Avec (2 − 1) signifie le nombre des intervalles de coupure de 0 à é
appelé souvent le pouvoir de digitalisation ou encore la définition.
La grandeur analogique V୰±peut être remplacée par la pleine échelle 100%
alors pour = 4 , on a ସݍ =ଵ%
ଶర ଵ= 6,6667% d’où le tableau suivant :
Pour une mesure de 49% alors le
transmetteur décide d’envoyer le bit le
plus proche soit (0111)2 ce qui signifie
46,67%, d’où la nécéssité d’ajouter des
bits pour minimiser le quantum, on
utilise en industrie 10 bits ou 12 bits
ଵݍ =ଵ%
ଶభబ ଵ= 0,09775%
ଵଶݍ =ଵ%
ଶభమ ଵ= 0,02442%
Un transmetteur numérique de12 bits est meilleur en sensibilité et/ou
mobilité quatre fois que celui de 10 bits.
PV% ANA
0% 0 0 0 0
6,66666667 0 0 0 1
13,3333333 0 0 1 0
20 0 0 1 1
26,6666667 0 1 0 0
33,3333333 0 1 0 1
40 0 1 1 0
46,6666667 0 1 1 1
53,3333333 1 0 0 0
60 1 0 0 1
66,6666667 1 0 1 0
73,3333333 1 0 1 1
80 1 1 0 0
86,6666667 1 1 0 1
93,3333333 1 1 1 0
100 1 1 1 1
PV Numérique sur 4 bits
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Etalonnage des transmetteurs
Etalonnage analogique
Cet étalonnage consiste à choisir une gamme de mesure et fait varier deux
potentiomètres le SPAN et le ZERO afin d’obtenir le 0% et le 100% de
l’étendu de la mesure :
Il faut toujours simuler le capteur par un générateur de signaux pour
gagner du temps et de la précision, dans le cas favorable on utilise un
générateur de signaux standard avec un clavier de programmation des valeurs
0%, 25%, 50%, 75% et 100%.
La procédure consiste à choisir la valeur mini de la grandeur physique et
on fait varier le potentiomètre ZERO dans un sens ou dans l’autre jusqu’au
l’obtention de 0% du signal de mesure, puis refaire avec le Maxi en variant le
Grandeur Physique simulée
Signal de mesure
100%
0%
75%
25%
50%
mini Maxi
EtalonnéLinéarisé
EtalonnéNon Linéarisé
Non EtalonnéLinéarisé (À l’achat)
Entrée pour simulerle capteur
Page 69 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
potentiomètre SPAN qui signifie pleine échelle pour obtenir 100% et refaire
une ou deux fois ces actions. La linéarité est obtenue par d’autres
potentiomètres (trois ou quatre) cachés à l’intérieur du transmetteur, on doit
s’assurer de plusieurs points pour affirmer que les caractéristiques d’entrée
sortie d’un transmetteur sont bien linéaires.
Exemple d’étalonnage d’un transmetteur analogique de température :
Exemple : 25°C … 1025°C
D’un four industriel du signal standard 4…20mA
Simuler le thermocouple par un générateur de mV et générer les mV
correspondantes d’après les tables afin pour gagner du temps et de la précision
de mesure :
à 25°C fait varier le Z jusqu’au l’obtention du signal 4 mA
à 1025°C fait varier le S jusqu’au l’obtention du signal 20 mA
Répéter une ou deux fois cette procédure
Vérifier la linéarité en vérifiant le 8 mA, 12 mA et 16 mA
Si non : A l’intérieur des transmetteurs on trouve 2 à 4 Potentiomètres de
10 k , on doit varier un par un pour les 25%, 50% et 75%.
Zero
Span
11 12 13
Sensor
0/4…20 mA
0…10V L1 N
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Etalonnage via PC
Il suffit de saisir sur le logiciel les deux
valeurs du minimum et du maximum du
gradeur physique comme entrée et du signal
analogique de mesure de sortie :
Pour la linéarisation spécifique on peut forcer n’importe quel point de
mesure à fournir un signal correspondant voulu.
Sur un tableau de 10000
points possibles on peut choisir
une interpolation linéaire,
quadratique ou même cubique.
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Etalonnage via console HART
Le principe est d’envoyer avec le signal
analogique et sur les même fils
conducteurs, un signal numérique à une
fréquence qui voisine les 5,3 kHz selon le
protocole :
Pour étalonner via la console HART il faut
être en mode ONLINE avec l’instrument.
Naviguer vers le sous chapitre CALIBRATION puis SET 4mA VALUE et SET
20mA VALUE alors introduire le minimum et le Maximum de mesure. Si on
veut faire l’étalonnage avec des mesures réelles sur le procédé alors mettre le
procédé au minimum désiré et sélectionner SET 4mA VALUE AUTO puis mettre
le procédé à son maximum désiré et sélectionner SET 20mA VALUE AUTO,
attention, il faut tenir compte du temps de réponse du système et de l’opérateur
de la console.
Montage de la console sur uninstrument compatible HART
« Highway Addressable Remote Transmitter »
Page 72 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Page 73 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Page 74 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
TTEECCHHNNOOLLOOGGIIEE DDEESS RREEGGUULLAATTEEUURRSS
Les grandes Marques internationales
Page 75 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Présentation des composantes des régulateurs industriels
Périphéries :
Clavier de 4 touches ou de 6 touches.
Afficheur LCD ou 7 Segments deux lignes : (Rouge : PV) (Vert : SP, autres).
Carte d’alimentation : en Hacheur, avec protection.
Carte d’interface numérique : RS232 ou PROFIBUS voir USB et Bluetooth.
Carte d’entrée : Standard INPUT, avec isolation optique contre les foudres.
Carte de sortie : Standard OUTPUT, avec protection des courts-circuits.
Corps des régulateurs :
Boutons du clavier hermétiques avec lames d’amortissement.
Façade en caoutchouc antichoc.
Boitier acier peint rétractable pour la maintenance sans débrancher les câbles.
Des trous en lumière sur le boitier pour le refroidissement interne.
Bornes de jonction chromées avec rondelles carrées striées
Accroches à vis avec queue d'aronde pour fixation derrière la plaque
Dimensions standards des façades : 48 × 48 , 96 × 48 , 96 × 96 …
Type des entrées et des Sorties
Un régulateur industriel peut avoir plus qu’une entrée et une sortie dont
leurs natures est comme suit :
Page 76 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Les Entrées :
Thermocouples, RTD, 0/4…20mA, 0/2…10V, ±1V, impulsion, fréquence…
Entrée binaire : Contact NO, Contact NC
Entrée numérique : RS232C, RS232, RS422, RS485, USB…
Alimentation : 220/110VAC, 90…265VAC, 24VDC, 12VDC…
Les Sorties :
0/4…20mA, 0/2…10V, SSR (14V), TOR (Contact NO)…
Sortie binaire : Contact NO, Contact NC
Sortie Alarme : Sélecteur NO+NC
Sortie numérique : RS232C, RS232, RS422, RS485, USB…
Les Fonction internes de commande
Régulation Tout Ou Rien : TOR
Régulation continue Proportionnelle, Intégrative et Dérivative : PID
Régulation par Modulation de la Largeur d’Impulsion : PID MLI (PWM)
Régulation PID par Logique Floue : FUZZY LOGIC
Régulation Numérique par Réseau de Neurone Artificiel : RNA MODEL
Gestion des Alarmes
Création des Algorithmes mathématiques
Gestion de la communication numérique
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Paramétrage des entrées et des sorties
Calibrage des signaux analogiques d’entrées et des signaux des sorties
Commodités d’affichage : Unités, graphique, PV, SP, Ecarts…
Saisie des paramètres : Etendu, Alarmes, ,ܭ ݐ ௗ …
Cas complet d’un régulateur professionnel
Les composantes d’interface
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Le Menu déroulant
Se compose des chapitres et des sous chapitres, pour naviguer il suffit
d’entrée souvent en appuyant sur quelques secondes ou encore en
appuyant simultanément sur , parfois il faut introduire un mot de passe
Exemple :
SET
Page 79 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
LLEESS EERRRREEUURRSS DDEE MMEESSUURREE
Page 80 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Les différents types d’erreur de mesure
les erreurs systématiques
Erreurs sur la valeur d'une grandeur de référence
Erreurs sur les caractéristiques du capteur
Erreurs dues au mode ou aux conditions d’emploi
Erreur de rapidité
Erreurs dans l'exploitation des données brutes de mesure
les erreurs accidentelles & Aléatoires
Erreurs liées aux indéterminations intrinsèques des caractéristiques
instrumentales
Erreur de mobilité
Erreur de lecture d’un appareil à déviation
Erreur d’Hystérésis
Erreur de quantification d'un convertisseur analogique digital
Erreurs dues à la prise en compte par la chaîne de mesure de signaux
parasites de caractère aléatoire
Erreurs dues à des grandeurs d’influence
L’Erreur Totale est la somme arithmétique de tous les Erreur
Systématiques et les Erreurs accidentelles & Aléatoires, la valeur absolue de
cet erreur doit être inférieure à l’incertitude prédite par le constructeur, et on
espère quel tend vers ZERO pour une mesure instantanée.
-0,2% -0,1% 0 +0,1% +0,2%
ए
एé∓ ,%
Page 81 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Principe de calcul de l’erreur Totale Relative
Le principe est d’avoir une mesure très précise faite par un instrument
cinq fois au moins plus précis que celui qui est contrôlé, comme une sonde
Pt100 à ± 0,1°K et un T/C de type K dont l’erreur prédite est ± 0,2%, alors :
Calcul approché :
Afin de calculer 'ℰ% la plus grande possible en valeur absolue alors :
ℰ% =శி
శ× 100 Si > ܨ et ℰ% =
షி
ష× 100 si < ܨ
Dans notre cas on a
> ܨ Donc ℰ% =(ଶଷ,ଶା.ଵ)ଶଶ,ସ
(ଶଷ,ଶା,ଵ)× 100 = ,% > 0,2%
On estime que le thermocouple est hors limite
d’incertitude du constructeur.
Pour une mesure faite par un appareil de
mesure électrique, il faut que ce multimètre soit
très précis et le système est stable
temporairement lors de l’intervention de
l’instrumentiste.
Eau pure + GlaceTempérature 273,15°K
Pt100
T/C
= ૠ,° ∓ ,° = ૠ,°
On considère que la valeur V est
la vraie valeur et la valeur F est
la fausse mesure, bien sûre les
mesure des signaux électrique
sera effectuer par un calibrateur
universel
Page 82 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Caractéristiques métrologiques
Cycle de vie d’un instrument de mesure :
Limites d’utilisation
Les contraintes mécaniques, thermiques ou électriques auxquelles un capteur
est soumis entraînent, lorsque leurs niveaux dépassent des seuils définis, une
modification des caractéristiques du capteur. Au dessus d’un certain seuil
l’étalonnage n’est plus valable, au dessus d’un autre plus grand le capteur
risque d’être détruit.
Page 83 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Sensibilité
Plus un capteur est sensible plus la mesure pourra être précise. C’est une
caractéristique importante pour l’exploitation et l’interprétation des mesures,
qui est souvent au détriment de l’étendu de mesure
Rapidité - Temps de réponse
La rapidité est la spécification d’un capteur qui permet d’apprécier de quelle
façon la grandeur de sortie suit dans le temps les variations de la grandeur
physique a mesurée.
Finesse
C’est une spécification qui permet d’estimer l’influence de la présence du
capteur et de ses liaisons sur la valeur de la grandeur physique a mesurée. La
finesse doit être la plus grande possible pour ne pas perturber le système.
Fidélité, Justesse et précision (Stabilité de mesure) :
Page 84 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Identification des erreurs de mesure sur chantier
Erreur de décalage (BIAIS):
Il faut prendre deux points de mesures s’il est possible à 25% et 75% de
l’étendu de mesure et calculer
Erreur de pente :
On peut déterminer la pente et le décalage en même temps de la droite de
mesure par prise de deux points, soit ܯ = ݎݑݏ etݔ = ݎ ݎݑ
alors on fait deux mesures et on peut écrire deux équations à deux inconnus:
1 ଵ = ⋅ ଵܯ + Et 2 ଶ = ⋅ ଶܯ +
Avec b : Décalage (BIAIS, OFFSET)
Et a : Pente (GAIN)
Page 85 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Pour = 1 =ݐ 0 alors l’instrument est bien étalonné, mais pour le cas
contraire il faut introduire ces paramètres dans le menu du transmetteur s’il est
possible ou encore dans le régulateur (API ou PC).
Exemple pratique : Pour capteur transmetteur de pression absolue
Etendu : 2…5 bars, Signal 4 … 20 mA On utilise une balance manométrique :
ଵ = 2,720 ଵܯݎݑݏݎ = 8 ܣ ݐ ଶ = 4,280 ଶܯݎݑݏݎ = 16 ܣ
Alors ଵ = 24% ଵܯݎݑ = 25% ݐ ଶ = 76% ଶܯݎݑ = 75%
Tout calcul fait = 1,04 =ݐ −2% = , −
Erreur de Linéarité :
Quand la relation = ܯ + n’est pas validée alors la caractéristique
de conversion de la capture n’est plus une droite.
Faut-il alors chercher un modèle polynomial :
= ܯ + ଵܯ
ଵ + ⋯+ ଵܯ +
Ou encore exponentiel :
= ெܣ
En pratique, sur les instruments numériques on force plusieurs points de
M selon une PV donnée (voir les instruments à configuration via PC)
Page 86 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Erreur d’Hystérésis :
Ce phénomène est naturel, qui dépend des caractéristiques intrinsèques du
corps d’épreuve du capteur, il est néfaste pour la régulation continue.
Il s’aggrave de plus en plus avec l’âge et l’usage intense ainsi que la
franchise de quelques limites d’utilisation
La procédure d’identification de l’Hystérésis est la suivante :
(%)ܪ2 =−ଶܯ ଵܯ
ெܯ ூ− ܯ × 100
Exemple pratique : Pour un capteur transmetteur de température
Etendu : 20…80 °C, Signal 4 … 20 mA. On utilise un four étalon :
On applique PV=65°C alors M1=15,950mA, puis PV+ΔPV=68°C et on
réapplique PV=65°C alors M2=16,020mA, d’où :
(%)ܪ2 =16,02− 15,95
20− 4× 100 = 0,4375% ܪ ≈ ∓0,22%
Comparer cette valeur à l’Hystérésis prédit par le constructeur ou à
l’historique des autres essais ultérieurs.
Appliquer PV parun calibrateur
Prendre la mesureM1 après stabilité Appliquer PV+ΔPV
Attendre la stabilitépuis réappliquer PV
Prendre la mesureM2 après stabilité Calculer H±
Page 87 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Erreur de Mobilité :
Sous l’effet de l’âge et du mauvais stockage, le capteur devient de plus en
plus immobile pour les plus petites valeurs
La mobilité d’un capteur est son aptitude à capturer la plus faible valeur
prédite (exemple : une graduation) l’une après l’autre sans sursauter une valeur.
La procédure d’identification de la mobilité est la suivante :
Il faut que − ଵ = ܯ − ଵܯ =
Exemple pratique : Pour une balance
électronique à ± 0,1 gramme. On pèse un
étalon de 500,00g alors M0=499,4g on
ajoute un étalon 0,1g etc.…
Pour −ସܯ ଷܯ ≠ ସ− ଷ donc il ya
une erreur de mobilité.
Appliquer PV parun calibrateur
Prendre la mesureM0 après stabilité Appliquer PV+1Gr
Prendre la mesureM1 après stabilité Appliquer PV+2Gr
Prendre la mesureM2 après stabilité
Refaire jusqu'àPV+4Gr Détecter la mobilité : m
Etalon PV Affichage M m
PV0 = 500,00 M0 = 499,4 0,1
PV2 = 500,10 M1 = 499,5 0,1
PV2 = 500,20 M2 = 499,6 0,1
PV3 = 500,30 M3 = 499,7 0,1
PV4 = 500,40 M4 = 499,7 0
Page 88 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Techniques de la Maintenance instrumentale
Page 89 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
SSYYMMBBOOLLIISSAATTIIOONN
Nécessité de la symbolisation :
La symbolisation désigne la capacité à développer des représentations de
procédé de régulation et expliquer la nature des instruments, leurs positions et
liaisons dans la chaine de mesure :
Page 90 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Symboles
LIAISONS
Les symboles de liaison montrent la nature de la communication entre
deux instruments ou le montage d’un instrument sur le procédé, et les symboles
les plus utilisés dans les schémas d’instrumentations industriels :
► Liaison procédé instrument : le procédé peut être une citerne, four ou
tuyauteries :
► Liaison électrique inter instrument : entre deux instruments de type
différent ou de même type, c’est la liaison la plus courante :
► Liaison hydraulique inter instrument : entre deux instruments qui se
communique par un signal standard à base hydraulique :
► Liaison pneumatique inter instrument entre deux instruments qui se
communiquent par un signal standard 0,2 … 1 bar à base pneumatique :
Instrument #2
Instrument #2
Instrument #2
Procédé Instrument
Instrument #1 1.38
Instrument #1
Instrument
Page 91 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
► Liaison sans fil : de nature sonique ou hertzienne comme le radio,
reliant la commande à l’action généralement pour les sites à risques :
► Liaison numérique : C’est la liaison entre un PC ou PLC avec un
régulateur numérique ou par interfaçage par bus de liaison ou logiciel de
pilotage et de supervision :
Instruments
►Instrument monté localement : Il doit être visible pour les contrôleurs
qui passent devant le procédé :
Généralement c’est un afficheur ou indicateur :
►Instrument monté sur tableau en salle : Dans la salle sous atmosphère
contrôlé, soit des régulateurs ou enregistreur
►Instrument monté sur tableau local : Près du procédé ou sur les portes
des armoires électriques, soit des régulateurs ou enregistreur :
►Instrument non monté en façade : Qui n’a aucune contrainte de
position de montage en avant ou en arrière, caché dans les tuyauteries : soit des
actionneurs, des capteurs et transmetteurs :
Instrument #1Instrument #2
Instrument #1Instrument #2
Page 92 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Ainsi le reste des symboles des instruments :
Symboles des Vannes
Vanne à commandemanuelle
Vanne auto-servo-moteur à membrane
Vanne auto-servo-moteur à piston
Vanne auto-servo-moteur électrique
Vanne auto-servo-moteur à membrane équipéed’un positionneur
M
0,2….1 bar
Page 93 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Code des fonctions
Aux symboles graphiques sont associés des groupes de lettres et de
chiffres qui vont permettre aux techniciens de définir :
La grandeur physique mesurée
La ou les fonctions des instruments
L’unité ou l’atelier dans lesquels les instruments sont installés
Le numéro d’ordre des appareils dans la chaîne de mesure
En règle générale, on trouve :
T I C
Groupe des lettres
Grandeurphysique mesurée
Fonctions desInstruments
2 0 0 5
Repère de l’unitéde l’atelier
N° d’ordre dansla boucle
Groupe des chiffres
Page 94 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Signification des lettres
Grandeur physique(1ère lettre)
Fonction des instruments(autres lettres)
A Analyse % Alarme
B Combustion Au Choix
C Conductivité électrique -1 Régulation Controller
D Masse volumique Kg/m3 Différence Differential
E Tension, force électromotrice V Elément primaire capteur
F Débit Flow Kg/s m3/h Rapport Fraction
G Au Choix Verre Glass
H Commande manuelle Hand H- Haut, HH- Très Haut High
I Intensité A Indication Indicator
J Puissance KW Scrutation (correction)
K Temps ou programmation s Poste de contrôle
L Niveau Level m L- Bas LL- Très bas Low
M Humidité % Moyen intermédiaire
N Viscosité cPo Ct Au Choix
O Au Choix Ouvert diaphragme (restriction)
P Pression ou dépression Mpa Point d'essai
Q Qualité, comptage sans Intégration ou totalisation Compteur
R Rayonnement Lux Lumens Enregistrement Recorder
S Vitesse Speed m/s Sécurité
T Température °K Transmission Transmitter
U A variables multiples Multifonction
V Vibration dB grandeur mécanique Vanne Valve
W Masse Kg ou force Weight N Protection
Y Evènement TOR Relais (Conversion)
Z Position, Longueur Elément de régulation final Actionneur
Page 95 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
Exemple de combinaison
FI : Flow Indicator : Indicateur de débit.
FIC : Flow Indicator Controller : Régulateur Indicateur de débit.
FIR : Flow Indicator Recorder : Enregistreur Indicateur de débit.
LI : Level Indicator : Indicateur de Niveau.
LIC : Level Indicator Controller : Régulateur Indicateur de Niveau.
LT : Level Transmitter: Transmetteur de Niveau.
PI : Pressure Indicator : Indicateur de pression (manomètre).
PIT : Pressure Indicator Transmitter:Transmetteur Indicateur de pression.
PIR : Pressure Indicator Recorder : Enregistreur Indicateur de pression.
TI : Temperature Indicator : Indicateur de température (thermomètre).
TE : Temperature Element : capteur de température (thermocouple).
Exemples COMPLETS
Régulateur Enregistreur Indicateur de Pression sur
tableau local dans l’atelier n°2 en 1ère position
PIRC
21
Indicateur de Vitesse monté sur tableau en salle
dans la boucle n°3 en deuxième position
SI
3002
Vanne de Régulation de Débit non monté en façade
dans l’atelier n°1 en 5ème position
FCV
1005
Page 96 sur 100 Mohamed BOUASSIDA
CHAINE Symbolisée
LCV
101
LI
101
LE
101
LIC
101
HV
LT
101
102
LI
SP (m)
PV (m)
M(Spécial)
M (mA)
CO (mA)
Y (%)
Y (L/s)
PIT
101
PIC
101
PCV
101
SP (bar)
CO (mA)
M (mA)
PIR
101
Y (%)
PV (bar)
Y (Kg/s)
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Réseaux industriels
PROFIBUS en Allemagne.
FIP en France
Danish P.Net
MODBUS aux U.S.A.
Types des Réseaux industriels
On distingue trois types de réseau
Star Réseau ETOILE Ring Réseau en ANNEAU
Bus Tout le monde sur les mêmes fils.
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Les Quatre niveaux d’un réseau industriel
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SCADA
Est l'acronyme de Supervisory Control And Data Acquisition
(commande et l'acquisition de données de surveillance). L'idée générale est
celle d'un système de télégestion à grande échelle réparti au niveau des mesures
et des commandes. Des systèmes de SCADA sont employés pour surveiller ou
commander le produit chimique ou pour transporter des processus, dans les
systèmes municipaux d'approvisionnement en eau, pour commander la
génération d'énergie électrique, la transmission et la distribution, les
canalisations de gaz et de pétrole, et d'autres protocoles industriels.
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Support de câblage
Twisted pairs , 375 k bit/s jusqu’à 300 m
Multi paires blindées évite l’inter modulation entre paires pour FIP
Standard 2 paires blindées, 1 M bit/s jusqu’à 2000m
Coaxial: très grand débit, plusieurs messages simultanés
Fibre optique : 1 seule fibre, 1 G bit/s (fort coûteux).
WIRELESS : Sans fil, ondes radio ou infrarouge.
Débit de communication numérique Série
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