Impact du câblageproxy.siteo.com.s3.amazonaws.com/ · 2016. 6. 13. · Sensibilisation à l’impact du câblage des instruments de en environnement industriel sur

Sensibilisation à l’impact du câblage des instruments http://www.gam-pme.com/GAM-PME/sensibilisation_files/droppedImage_2.png de

en environnement industriel sur la qualité des mesures

1

Impact du câblage

des instruments de mesure

en environnement industriel

sur la qualité des mesures

RB Consultant

V 02-04



2

Pourquoi? Comment?

• Le constat

– Mauvais emploi des dispositifs de mesure dans un environnement industriel.

– D’où possibilité d’artefacts de fonctionnement

• sans que les utilisateurs en prennent conscience (par exemple utilisation de grandes longueurs de câbles

pour relier les capteurs au reste du dispositif de mesure).

• apparaissant seulement au moment de l’utilisation des dispositifs, c'est-à-dire une fois qu’ils ont été choisis,

installés et mis en service.

• pouvant conduire à des résultats de mesure inexploitables.

• Le projet GAM-PME

– Réalisation d’un guide pratique inter-actif de précautions d’inter-câblage des dispositifs de mesure

• gratuit

• mis à disposition des industriels sur Internet dans un navigateur WEB

• permettant, en temps réel, de :

– Saisir et analyser automatiquement les conditions d’environnement de leurs dispositifs de mesure

– choix prédéfinis (débutant)

– entrée ou modifications des caractéristiques physiques (spécialiste)

–Déterminer le risque de perturbation pouvant conduire à des erreurs de mesures ‘calcul du rapport S/B)

– Proposer des actions correctives si nécessaire à mettre en place au moment de l’installation des

dispositifs de mesure, de manière à ramener les effets des perturbations à des niveaux acceptables



3

Besoins

industriels



4

Environnements

industriels

– Emetteurs hertziens

– radio et télévision, télécommandes radio, portables, Wi-FI,

– Ponts de Graetz, régulateurs à thyristors,

– Systèmes de régulation à découpage,

– Surtensions sinusoïdales amorties,

– Courants transitoires type tube néon,

– Collecteurs de commutation (balais) de machines,

– Dispositifs de régulation électriques à composants statiques,

– Décharges électrostatiques,

– Manœuvres sur les réseaux haute et moyenne tensions (arcs)

• type : rayonnées ou conduites

• contenu fréquentiel : sinus (+ harmoniques), bruit large bande

• contenu temporel : mono-coup, répétitif, permanent

50 1 10 100 1 10

MHz 100 1 10

Hz kHz MHz GHz

GSM

Wi-Fi

Parasites

Commutation



5

Un système

de mesure

Conditionnement Numérisation

Restitution

des données

Stockage des

données

Alimentation électrique

thermocouple

accéléromètre

autre capteur

Autres systèmes électriques

thermocouple

accéléromètre

Système électrique particulier.

composé de capteurs

convertissant la grandeur à

mesurer en grandeur électrique

(en général une tension) et

connectés à un sous système

« conditionnement » par des

câbles qui peuvent avoir des

longueurs importantes.

Ce sous système « conditionnement » et les autres sous

systèmes « numérisation », «traitements », « stockage des

données » et « restitution des données » sont interconnectés

entre eux, et t alimentés par un réseau distribué à d’autres

systèmes électriques.



6

Schéma d’une voie

de mesure

capteur

conditionneur (récepteur)

filtre passe-bas

Type de

parasites

Type de capteur

Type de fil

Longueur

Précision

souhaitée

Hauteur/masse

Type de conditionneur Performances du filtre

niveau du signal sortant du câble



7

Couplages avec la

chaine de mesure



8

Types de couplage

Mode commun Mode différentiel

par boucle de masse



9

L’outil de calcul

– Familles de câble étudiées

– bifilaire blindé et non blindé, torsadé

– coaxial

- Utilisation des «abaques» de référence de D.White

capteur

conditionneur (récepteur) rayonnement

parasite

filtre passe-bas

– Modélisation

– ligne + filtre passe - bas d’entrée du conditionneur

• Couplages pris en compte

– modes différentiels et communs et GLC



10

Le Site WEB

• Pages de présentation

• accueil

• visite guidée

• Accès au guide de bonnes pratiques

• présentation

• téléchargement

• Accès à l’outil de calcul de l’influence d’un parasite sur la mesure

• présentation

• téléchargement



11

Le site WEB La page d’accueil

Onglets de sélection

Recherche par mot



12

Le site WEB:Le projet

Le Projet

Modélisation ligne

Principe outil

Environnement industriel

Conditions d’emploi

(type de mesure)

Calcul

Guide de

bonnes

pratiques



13

Le site WEB: Les acteurs

Le Projet

Les acteurs

RBC



14

Le site WEB: Les PME

Sensibilisation PME



15

Les outils = 1 logiciel interactif en ligne + 1 guide de bonnes pratiques

=

Le site WEB: Les outils

Présentation outils

Les outils = 1 logiciel interactif en ligne + 1 guide de bonnes pratiques gratuits



16

Les outils = 1 logiciel interactif en ligne + 1 guide de bonnes pratiques gratuits

Qu’est-ce que la CEM

Les modes de perturbation

Architecture d’un système de mesures

Fil piste : impédance nulle?

Les sources de perturbations

- par rayonnement

- par conduction sur le secteur

- par impédance commune

- dues au mode commun

- dues au mode différentiel

Comment diminuer les perturbations électromagnétiques

- par critère de choix des composants - sur le secteur

- par impédance commune

- rayonnées

- diaphonie

- règles de câblage - les filtres

Bibliographie





17



L’accès aux outils

Remplissage

nécessaire

pour accéder

aux outils gratuits

• calcul

• téléchargements

• Guide

• transparents

présentation

Choix : 1, 2 ou 3



18

Le site WEB: Le calcul - 1



19


Sélection

de la perturbation

et du type de mesure

Choix

des données

géométriques

Choix type cable

Paramètres

conditionneur

(prérempli)

Autres données

expert

(prérempli)



20

Câbles et montages

possibles

Bifilaire

simple

Bifilaire

torsadé

Bifilaire

blindé

Bifilaire

torsadé

blindé

Blindage 1 seul côté Blindage 2 côtés

ou

Coaxial



21




22

Le site WEB: Le principe de calcul

Principe des calculs

Sensibilisation à l’impact du câblage des instruments de mesure


Un Guide interactif d’Aide à la Mesure pour les PME-PMI

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capteur

conditionneur (récepteur)

filtre passe-bas

Type de

parasites

Type de capteur

Type de fil

Type de conditionneur Performances du filtre

niveau du signal sortant du câble

50 V/m

140

dBµV/m)

1 MHz

Longueur

10 m

Hauteur/masse 10 cm 100 Hz

20 dB/ decade

(60dB max)

1 MHz

Précision

souhaitée

1%

EXEMPLE

DE CALCUL




24

3,1%

Cable bifilaire




25

3 %

0,3%

Influence

de la fréquence

du parasite

Atténuation de10 dB

Parasite/10




26

3

0 0 0

0,75 1,5

2,25 3

3,75

fils nus cable blindé

avec twist

parasite/signal utile

Influence

du type de cable




27

valeurs en dB ou dBµV

rapport

parasite/signal

utile

Gain de

efficacité par

rapport bifilaire

simple

B

A

L

A

N

C

E

D

bifilaire simple 0,006

bifilaire blindé 1 extrémité à la masse 0,001 6

bifilaire blindé 2 extrémités à la masse 0,00003 200

bifilaire torsadé (10 torsades/m) 0,00004 150

bifilaire torsadé (10 torsades/m) blindé 1 extrémité à la masse 0,0000007 8571

bifilaire torsadé (10 torsades/m) blindé 2 extrémités à la masse 0,0000007 8571

coaxial 0,16 0,04

U

N

B

bifilaire simple 0,006 1

bifilaire torsadé (10 torsades/m) 0,0002 30

Parasite : 10 V/m , 1 MHz Longueur câble :10 m, Hauteur/sol: 10 cm Filtre passe bas: 100 Hz, 20 dB/ decade (60dB max)

Cas

tests efficacité des solutions



28

Précision

insuffisante?



29

Merci de votre attention

Questions?

Jean-Paul PRULHIERE

[email protected]

+(33) 6 71 67 22 71

mailto:[email protected]

Documents

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