É bastante simples e acessível medir um sinal de 4 a 20 mA com um dispositivo que medirá apenas sinais de tensão. A maioria das placas conversoras analógico-digital (A/D) aceita um sinal de 0 a 5 VCC, mas não um sinal de 4 a 20 mA diretamente.
Para solucionar esse problema, você precisará dedicar apenas alguns minutos. Basicamente, a Lei de Ohm é usada para calcular um valor de resistor a fim de converter o sinal de 4 a 20 mA em tensão.
O valor de resistor mais popular para essa finalidade é 250 Ohm, já que produzirá um sinal de 1 a 5 VCC quando o sinal de 4 a 20 mA passar por ele, e uma entrada de 0 a 5 VCC é bastante comum na maioria dos sistemas de aquisição de dados ou registradores de dados e outros dispositivos de medição analógicos.
No entanto, há casos em que é desejável ter entradas de tensão diferentes de 0 a 5 VCC, então o exemplo a seguir demonstrará como é simples calcular o valor correto no resistor para qualquer entrada de tensão.
Exemplo
Neste exemplo, vamos supor que uma entrada de 0 a 10 VCC será usada para medir o sinal de 4 a 20 mA.
A Lei de Ohm afirma: R=V/I, onde V é a tensão, I é a corrente e R é a resistência
R = 10 V/0,020 A = 500 Ohms
Quando 20 mA fluir através de um resistor de 500 Ohm, haverá uma queda de tensão de 10 volts
Quando 4 mA fluir através de um resistor de 500 Ohm, haverá uma queda de tensão de 2 volts
Portanto, um sinal de 4 a 20 mA através de um resistor de 500 Ohm gerará um sinal de tensão de 2 a 10 volts
É importante lembrar que a tolerância do resistor deve ser de 1% ou menos, preferencialmente 0,1%, pois erros na resistência resultarão em erros na queda da tensão. Não é desejável ter um resistor que flutue muito com o tempo ou a temperatura, pois isso afetará sua precisão.
Depois de selecionar o valor do resistor, você deve verificar suas leituras e fazer os ajustes necessários no software para compensar quaisquer erros no resistor.
Por exemplo, uma resistência de 500 Ohm pode ter, na verdade, 497,5 Ohms. Assim, sua saída de tensão seria de 1,99 a 9,95 V e não de 2 a 10 V, como calculamos.
Basta conectar o resistor nos terminais de entrada de tensão do seu sistema de aquisição de dados e, em seguida, conectar o sinal de 4 a 20 mA aos dois mesmos terminais, de modo que, conforme a corrente flua através do resistor, um sinal de tensão será gerado e medido pelo dispositivo de aquisição de dados.
Lembre-se de que pode ser necessário aterrar a fonte de alimentação se você estiver usando-a para alimentar um transmissor ou um sensor de 2 fios.
