¿Por qué el rango 4 – 20 mA?

Desde hace muchos años se ha popularizado el uso del rango 4 – 20 mA pues tiene muchas ventajas que trataremos en este artículo. Al final entenderás por qué usamos este rango.

Muchas de sus ventajas son la consecuencia de haber subido el punto cero a 4 mA, es decir de tener un “cero vivo”.

1- Podemos detectar la rotura del cable cuando estamos por debajo de 4 mA. Los valores por debajo de 4 y por encima de 20 mA los podemos utilizar para la detección de fallos en la señal. La capacidad de diagnosis es una gran ventaja sin duda.

2- Los transmisores de campo de 2 hilos, que suelen ser la mayoría, no necesitan ser alimentados pues lo hacen a través del propio lazo de 4-20 mA. Esta es una de las grandes ventajas sobre todo en instalaciones con muchos instrumentos. Si el punto cero fuera de 0 mA no podríamos alimentar al transmisor cuando estuviéramos por debajo de unos 3,6 mA.

3- El rango 4 – 20 tiene un ratio 1:5 que es el mismo que el rango 3-15 psi muy común en neumática. Esto hace los cálculos más sencillos.

4- El rango 4 – 20 mA puede transmitir los datos digitales HART a través de los mismos cables sin que haya ninguna interferencia entre ambas.

5- El rango 4 – 20 mA puede utilizarse para señales de seguridad intrínseca en áreas clasificadas pues permite el chequeo de la línea.

6- Una señal de corriente es, en general, más inmune a los ruidos eléctricos que cualquier señal de tensión (0 – 10 VDC, 1 – 5 VDC) y además puede trabajar en distancias largas (más de 1 km si la alimentación nominal es de 24 VDC; podemos siempre subir un poco el nominal si tenemos distancias mayores).

7- En largas distancias y con cajas de interconexión intermedias hay caídas de tensión que hacen imposible y poco recomendable trabajar con rangos de tensión.

8- Detectar fallos o comprobar el lazo 4 – 20 mA es sencillo utilizando un polímetro normal. Además no hay riesgo personal si tocamos el cable pues la tensión es de 24 VDC y el umbral de corriente peligrosa para el corazón está en 30 mA.

9- Si necesitamos convertir la señal a un rango de tensión, por ejemplo en el armario de control, para llevarla en paralelo a varios dispositivos lo podemos realizar muy fácilmente con una resistencia de 250Ω (de al menos un 1% de precisión). La señal la convertimos así al rango 1 – 5 VDC.