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A calibração de loop é um processo de verificação de um conjunto de componentes que, juntos, fornecem informações sobre o que está sendo aferido, seja a temperatura, pressão, corrente, frequência, etc.
Quando há um grupo de elementos sendo medidos, cria-se um sistema repleto de variáveis que, dependendo de seus valores, alteram a forma com que se extrai esse tipo de informação.
Por conta disso, se torna necessária a calibração desses medidores em loop, obtendo-se assim a precisão desejada em um determinado processo.
Nesse post vamos mostrar mais detalhes sobre esse assunto: a calibração de loop. Continue lendo e confira!
O que é um loop de corrente 4-20 mA?
Antigamente, as medições eram realizadas através de mecanismos pneumáticos e válvulas que faziam a conversão dos valores para medição dentro da métrica desejada.
Entre as variáveis mais relevantes de um loop citamos a corrente, especificamente 4 – 20mA, um sinal universal utilizado na maioria dos componentes de um loop, como transmissores ou transdutores. Os sistemas modernos têm utilizado amplamente o padrão de mercado 4-20 mA.
Isso significa que um dos componentes desse padrão receberá a informação do sensor, convertendo-a em um sinal proporcional de 4 a 20 mA.
O valor de 4 mA corresponde a 0%, ou qualquer outra unidade de medida que esteja utilizando.
Essa amperagem pode chegar até 20 mA, o que corresponde a 100%, ou o valor máximo da métrica que estiver sendo utilizada.
Esse range de 4 até 20 mA se deve a simplicidade de concepção desses tipos de circuitos.
Uma miliamperagem de 0 não existe nesse caso, pois, neste tipo de circuito elétrico esse valor significaria, geralmente, um problema, como um cabo rompido ou uma falha.
Componentes do loop de corrente 4-20 mA
Os componentes do loop de corrente são, basicamente, cinco:
O sensor, geralmente de tecnologia muito específica para sua finalidade, como, por exemplo, monitorar a temperatura de um líquido.
Esse elemento, portanto, fica em contato direto com o que será aferido.
O transmissor, responsável por converter os dados analógicos obtidos pelo sensor em um valor entre 4 e 20 mA.
A fonte de energia que alimenta o transmissor e o receptor que mostrará as informações da aferição.
Geralmente, fornecendo uma voltagem de 9 a 36 Volts, dependendo da resistência imposta ao circuito pelos demais componentes do loop.
O cabeamento que interconecta a fonte de energia com o transmissor e o receptor, formando assim o loop.
Pelo fato de esse componente não possuir resistência significativa e a amperagem não ser alterada durante sua passagem por ele, a distância coberta pelo cabeamento pode ser bem flexível.
O último componente é o receptor que pode ser um display que mostra as informações aferidas.
No receptor há um processador que faz a conversão do sinal recebido do transmissor para a métrica desejada, podendo, ou não, representá-la visualmente.
Neste componente também podem haver interfaces de saída para transmitir as informações obtidas a um outro dispositivo externo ao loop ou para algum outro sistema de monitoramento.
Vantagens do loop de corrente 4-20 mA
Trata-se de um sistema muito simples de configurar e montar.
Isso porque utiliza menos cabos e conexões, reduzindo os custos de instalação.
Longas distâncias também não são problemas para esse tipo de sinal, já que não sofrem atenuações no nível de um sinal convertido para Voltagem.
Isso também é visto na característica de imunidade a ruídos e interferências.
Por essas características, é muito fácil detectar perda de sinal ou alimentação.
A importância de fazer a calibração do loop de corrente
Quando muitos instrumentos são calibrados separadamente, há grande possibilidade de erros quando os conectamos em um loop.
Provavelmente, existirá um retrabalho se esta atividade for realizada individualmente, pois as interações entre os componentes deverão ser ajustadas posteriormente no loop.
Esse ajuste fino é muito importante dada a relação direta entre processos de medição e precisão.
Como avaliar um teste de loop?
Existem dois tipos de teste de loop mais comuns:
Teste de loop de ponta a ponta
Em um teste deste tipo, o sensor é removido do processo e colocado em um ambiente controlado, onde se sabe o valor específico que deve ser mostrado no receptor.
Por exemplo, coloca-se o sensor de temperatura a exatamente 20 graus e verifica-se se esta é a informação mostrada no receptor.
Assim, é possível realizar os ajustes no loop para que a informação exibida seja a correta.
Teste de loop parcial
Já neste caso, ainda como no exemplo acima, o sensor seria desligado do loop e, em seu lugar, seria utilizado um calibrador de temperatura para simular o sinal enviado ao receptor.
O resto do procedimento é muito similar.
A função do calibrador de loop
A calibração em campo é um ajuste fino, onde calibradores de processo são utilizados.
Assim, podem ser realizados testes e ajustes específicos em cada parte do sistema e através dos componentes do loop.
Checar e ajustar a corrente, testar e regular posições de válvulas são partes de uma manutenção preventiva no sistema.
Estas checagens também são importantes para validar a linearidade do loop.
Por exemplo, com o uso de calibradores no controle da corrente, o ajuste zero é feito quando o movimento entre o calibrador e a haste da válvula é restrito a zero. Depois disso, a corrente da válvula é aumentada para estabilizar.
Dessa forma, podemos garantir que não haja movimento na válvula em um determinado valor, isso é chamado de verificação da posição de span.
Essas duas etapas (ajuste zero e span) são realizadas em todos os componentes do loop, garantindo assim a calibração
Os calibradores de loop também podem ser usados como fonte de tensão, simuladores de transmissor e indicadores de sinal.
Atualmente a evolução dos calibradores de loop chegou até os calibradores de processo onde, em um único calibrador multifunção, diversas variáveis podem ser simuladas ou verificadas.
Os calibradores de loop e multifunção superam em desempenho e flexibilidade as funções de um simples multímetro.
Agora que você já sabe a importância da calibração de loop, entre em contato e conheça nossas soluções!
(Imagens: divulgação)
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