Comment fonctionne le calculateur de chute de tension d’alimentation de capteur
Les capteurs trois et quatre fils, comme les détecteurs de proximité, les capteurs de pression à sortie tension, les débitmètres et les appareils IO-Link, reçoivent leur alimentation par une paire de conducteurs du câble. Leur courant fait chuter une tension le long des deux conducteurs, et ce qui arrive au capteur est l’alimentation moins cette chute. Un capteur sous sa tension minimale peut encore fonctionner à température ambiante et défaillir au froid ou quand une sortie commute.
Le calculateur donne la tension au capteur, la marge au-dessus de son minimum, le câble le plus long et la section minimale qui conviennent encore, la puissance perdue dans le câble et le décalage d’une sortie en tension causé par le 0 V commun.
Tension au capteur
La chute vaut I × 2 × ρ × L / A, avec le cuivre à 0,0172 Ω·mm²/m à 20 °C et 0,393 % de plus par kelvin. Un capteur de 50 mA sur 200 m de 0,5 mm² reçoit 0,69 V de moins que l’alimentation de 24 V. La tension minimale figure sur la fiche ; gardez une marge pour la tolérance de l’alimentation, typiquement ±10 % sur les installations 24 V, et pour le courant d’appel.
Saisissez le courant consommé par le capteur sorties actives. Une sortie de commutation qui pilote une charge par le même câble ajoute le courant de cette charge à la chute.
Le 0 V commun
Un capteur trois fils à sortie 0 … 10 V utilise un conducteur pour l’alimentation, un pour le signal et un, le 0 V, à la fois pour le retour d’alimentation et la référence du signal. Le récepteur mesure le signal par rapport à son propre 0 V : la tension que le courant d’alimentation fait chuter le long du conducteur 0 V s’ajoute donc à la lecture. Dans l’exemple, 50 mA dans 6,9 Ω font 0,34 V, soit 3,4 % d’une étendue de 10 V : une erreur importante qui n’apparaît pas sur un banc avec un câble court.
Une connexion quatre fils avec retour de signal séparé, un capteur à sortie courant ou un câble court l’évitent. Les boucles de courant ne sont pas concernées, car le récepteur mesure le courant et non une tension ; pour les transmetteurs deux fils 4–20 mA, utilisez le calculateur d’alimentation de boucle.
Longueur et section du câble
Le câble le plus long est celui pour lequel la tension au capteur atteint son minimum. Le calculateur donne aussi la section minimale pour votre longueur et la section normalisée suivante. Des conducteurs plus gros règlent l’alimentation, mais pas le décalage du 0 V d’une sortie en tension, qui baisse avec la résistance et reste proportionnel au courant.
Questions fréquentes
La température du câble compte-t-elle ?
La résistance du cuivre augmente de 0,393 % par kelvin ; un câble dans un chemin à 60 °C a donc 16 % de résistance en plus qu’à 20 °C. Saisissez la température du conducteur pour en tenir compte.
Et plusieurs capteurs sur un même câble ?
Des capteurs raccordés au bout de la même paire additionnent leurs courants. Des capteurs répartis le long d’un bus voient des chutes différentes ; calculez celui du bout avec le courant total, à titre d’estimation prudente.
L’AWG est-il pris en charge ?
Oui. La liste des conducteurs comprend des tailles AWG à côté des mm² ; choisissez la taille de votre câble.