en environnement industriel sur la qualité des mesures V RB Consultant

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1 Impact du câblage en des environnement instruments industriel sur la de qualité des mesures en environnement industriel sur la qualité des mesures RB Consultant V

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). n à l impact apparaissant du câblage des seulement instruments 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 2

3 Besoins industriels 3

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, en environnement industriel Courants sur transitoires la qualité des type mesures 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 Commutation Parasites MHz GSM Hz khz MHz GHz Wi-Fi 4

5 Un système de mesure thermocouple Autres systèmes électriques thermocouple autre capteur Conditionnement Numérisation accéléromètre accéléromètre Restitution des données Stockage des données 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. Alimentation électrique 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. 5

6 Schéma d une voie de mesure Type de parasites Type de conditionneur Performances du filtre niveau du signal sortant du câble Longueur conditionneur (récepteur) Type de capteur capteur filtre passe-bas Précision souhaitée Hauteur/masse Type de fil 6

7 Couplages avec la chaine de mesure 7

8 Types de couplage Mode commun Mode différentiel par boucle de masse 8

9 L outil de calcul Familles de câble étudiées bifilaire blindé et non blindé, torsadé coaxial capteur rayonnement parasite conditionneur (récepteur) filtre passe-bas Modélisation n à l impact ligne du câblage + filtre des passe instruments - bas d entrée du conditionneur Couplages pris en compte modes différentiels et communs et GLC - Utilisation des «abaques» de référence de D.White 9

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 10

11 Le site WEB La page d accueil Recherche par mot Onglets de sélection 11

12 Le site WEB:Le projet Le Projet Modélisation ligne Principe outil Environnement industriel Calcul Conditions d emploi (type de mesure) Guide de bonnes pratiques 12

13 Le site WEB: Les acteurs Le Projet Les acteurs RBC 13

14 Le site WEB: Les PME Sensibilisation PME 14

15 Le site WEB: Les outils Les outils = 1 logiciel interactif Présentation en outils ligne + 1 guide de bonnes pratiques Les outils = 1 logiciel interactif en ligne + 1 guide de bonnes pratiques gratuits = 15

16 Le site WEB: Les outils Présentation outils 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 16

17 Le site WEB: Les outils Présentation outils L accès aux outils Choix : 1, 2 ou 3 Remplissage nécessaire pour accéder aux outils gratuits calcul téléchargements Guide transparents présentation 17

18 Le site WEB: Le calcul

19 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) 19

20 Câbles et montages possibles Bifilaire simple Bifilaire torsadé Bifilaire blindé Bifilaire torsadé blindé Coaxial Blindage 1 seul côté Blindage 2 côtés ou 20

21 Le site WEB: Le calcul

22 Le site WEB: Le principe de calcul Principe des calculs 22

23 EXEMPLE DE CALCUL Un Guide interactif d Aide à la Mesure pour les PME-PMI Sensibilisation à l impact du câblage des instruments de mesure en environnement parasites industriel sur la qualité des mesures Longueur 50 V/m 140 dbµv/m) 1 MHz Type de 10 m Type de conditionneur Performances du filtre niveau du signal sortant du câble conditionneur (récepteur) Type de capteur capteur Hauteur/masse 10 cm filtre passe-bas 100 Hz 20 db/ decade (60dB max) 1 MHz Précision souhaitée 1% Type de fil 23

24 Cable bifilaire Un Guide interactif d Aide à la Mesure pour les PME-PMI Sensibilisation à l impact du câblage des instruments de mesure 3,1% 24

25 Influence de la fréquence du parasite Un Guide interactif d Aide à la Mesure pour les PME-PMI Sensibilisation à l impact du câblage des instruments de mesure 3 % Atténuation de10 db Parasite/10 0,3% 25

26 Influence du type de cable Un Guide interactif d Aide à la Mesure pour les PME-PMI Sensibilisation à l impact du câblage des instruments de mesure 3,75 3 2,25 1,5 0,75 0 parasite/signal utile 3 fils nus 0 cable blindé 0 avec twist 26

27 Cas tests efficacité des solutions Un Guide interactif d Aide à la Mesure pour les PME-PMI Parasite : 10 V/m, 1 MHz Longueur câble :10 m, Hauteur/sol: 10 cm Filtre passe bas: 100 Hz, 20 db/ decade (60dB max) valeurs en db ou dbµv rapport parasite/signal utile Sensibilisation à l impact du câblage des instruments de mesure bifilaire simple 0,006 Gain de efficacité par rapport bifilaire simple B A L A N C E D U N B bifilaire blindé 1 extrémité à la masse 0,001 6 bifilaire blindé 2 extrémités à la masse 0, bifilaire torsadé (10 torsades/m) 0, bifilaire torsadé (10 torsades/m) blindé 1 extrémité à la masse 0, bifilaire torsadé (10 torsades/m) blindé 2 extrémités à la masse 0, coaxial 0,16 0,04 bifilaire simple 0,006 1 bifilaire torsadé (10 torsades/m) 0,

28 Précision insuffisante? 28

29 Merci de votre attention Questions? Jean-Paul PRULHIERE +(33)

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