Impact du câblageproxy.siteo.com.s3.amazonaws.com/ · 2016. 6. 13. · Sensibilisation à...
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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
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Impact du câblage
des instruments de mesure
en environnement industriel
sur la qualité des mesures
RB Consultant
V 02-04
Sensibilisation à l’impact du câblage des instruments http://www.gam-pme.com/GAM-PME/sensibilisation_files/droppedImage_2.png de
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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
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Besoins
industriels
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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
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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.
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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
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Couplages avec la
chaine de mesure
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Types de couplage
Mode commun Mode différentiel
par boucle de masse
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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
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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
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Le site WEB La page d’accueil
Onglets de sélection
Recherche par mot
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Le site WEB:Le projet
Le Projet
Modélisation ligne
Principe outil
Environnement industriel
Conditions d’emploi
(type de mesure)
Calcul
Guide de
bonnes
pratiques
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Le site WEB: Les acteurs
Le Projet
Les acteurs
RBC
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Le site WEB: Les PME
Sensibilisation PME
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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
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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
Le site WEB: Les outils
Présentation outils
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Le site WEB: Les outils
Présentation outils
L’accès aux outils
Remplissage
nécessaire
pour accéder
aux outils gratuits
• calcul
• téléchargements
• Guide
• transparents
présentation
Choix : 1, 2 ou 3
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Le site WEB: Le calcul - 1
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Le site WEB: Le calcul - 2
Sélection
de la perturbation
et du type de mesure
Choix
des données
géométriques
Choix type cable
Paramètres
conditionneur
(prérempli)
Autres données
expert
(prérempli)
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Câbles et montages
possibles
Bifilaire
simple
Bifilaire
torsadé
Bifilaire
blindé
Bifilaire
torsadé
blindé
Blindage 1 seul côté Blindage 2 côtés
ou
Coaxial
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Le site WEB: Le calcul - 3
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Le site WEB: Le principe de calcul
Principe des calculs
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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
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3,1%
Cable bifilaire
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25
3 %
0,3%
Influence
de la fréquence
du parasite
Atténuation de10 dB
Parasite/10
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en environnement industriel sur la qualité des mesures
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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
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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
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Précision
insuffisante?
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Merci de votre attention
Questions?
Jean-Paul PRULHIERE
+(33) 6 71 67 22 71