La compatibilité électromagnétique (CEM) des capteurs de pression est dépendante des exigences de chaque application. Bien que nous vivions à l’ère du tout numérique, les solutions numériques ne sont pas toujours les meilleures. C’est également le cas pour les capteurs de pression.
Les capteurs de pression analogiques ont été créés à l’époque de la révolution industrielle et sont utilisés depuis plus de 150 ans. Leur technologie est restée inchangée pendant longtemps, puis sous l’influence des processus de production modernes, les capteurs de pression analogiques sont devenus plus stables, plus précis et plus petits. Les technologies numériques de mesure de la pression ont émergées dans la seconde moitié du siècle dernier, sans complétement remplacer les technologies analogiques. La raison est simple : les capteurs de pression numériques ne conviennent pas pour toutes les applications.
Comparaison des capteurs de pression numériques et analogiques
Le signal des appareils analogiques est transmis sous forme de courant ou de tension analogique. Les signaux les plus couramment utilisés sont 4–20 mA, 0–10 V et plus rarement 0,5–4,5 VDC. Avec les capteurs de pression piézorésistifs, la pression est mesurée par la déformation d’une membrane. Cette déformation entraîne une modification de la résistivité des résistances, qui forme alors un pont de mesure de Wheatstone. Le changement de résistivité est ensuite converti en signal électrique. Enfin, la compensation d’erreurs de décalage ou d’erreurs d’étendue est également effectuée via des circuits analogiques.
Les capteurs de pression numériques utilisent des interfaces numériques pour transmettre les valeurs mesurées, telles que EIA-485 (RS-485) Modbus. Par conséquent, ils peuvent également être définis comme des transmetteurs Fieldbus. Contrairement aux capteurs de pression analogiques, le signal électrique du changement de résistivité est directement numérisé. La compensation des erreurs, telles que les erreurs de température, est réalisée via un microprocesseur.
Applications pour lesquelles les capteurs de pression analogiques sont la meilleure option
Cette rapide comparaison montre que les capteurs de pression numériques offrent une multitude d’avantages théoriques et pratiques. Par exemple, le signal d’un capteur de pression analogique doit être numérisé avant de pouvoir être traité. Par conséquent, si les valeurs mesurées doivent être visualisées sur un écran, un signal numérique constitue un réel avantage. De plus, les capteurs de pression numériques permettent de consulter les mesures à distance. Les capteurs numériques sont également le choix idéal pour les systèmes automatisés de contrôle de processus lorsque la pression est utilisée comme variable de contrôle.
Les capteurs de pression numériques et les capteurs de pression analogiques peuvent fournir des résultats de haute précision. Néanmoins, les capteurs de pression numériques bénéficient d’un léger avantage dans ce domaine, en particulier dans les applications avec des exigences de précision très élevées, car toutes les compensations sont purement numériques. Toutefois, si des processus dynamiques doivent être mesurés, les capteurs de pression analogiques sont souvent la meilleure option.
Malgré cette apparente supériorité des capteurs de pression numériques, leurs homologues analogiques offrent des avantages non négligeables. D’une part, le choix entre l’analogique et le numérique est aussi une question de coûts. Les instruments de mesure numériques sont généralement plus couteux. D’autre part, cette considération économique n’est pas la seule raison pour laquelle les appareils analogiques sont parfois plus adaptés que les appareils numériques : le signal de sortie standard 4–20 mA utilisé par la plupart des capteurs de pression analogiques est en grande partie insensible aux perturbations de couplage inductif.
Bruit de couplage inductif: les éléments à prendre en compte
Les capteurs de pression analogiques sont souvent le choix le plus sûr dans les environnements où le bruit de haute tension est causé par des champs magnétiques. Cependant, certaines précautions d’installation peuvent limiter ou annuler les interférences de couplage inductif et permettre l’utilisation de capteurs de pression numériques.
Prenons l’exemple de l’installation d’un capteur de pompe. Lors de la mise en marche de la pompe, un flux de courant élevé apparaît de manière momentanée, qui crée un champ magnétique proportionnel. Si la conduite de raccordement du capteur de pression est installée de manière parallèle à la pompe, elle est alors sous l’influence du champ magnétique et la tension résultante provoque des interférences dans le capteur de pression. Le niveau de perturbation varie en fonction du capteur de pression : avec les appareils analogiques, du bruit apparaît dans les valeurs mesurées ; tandis qu’avec les capteurs de pression numériques, la transmission du signal peut être complètement faussée.
Dans cet exemple, il est conseillé d’étudier attentivement le positionnement de la conduite de raccordement lors de l’installation. Si la position de la conduite ne peut pas être changée, le blindage du câble doit être correctement mis à la terre pour dévier les signaux d’interférence (cliquez ici pour en apprendre davantage sur la mise à la terre).
