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Sinal Padrão 4–20 mA em Concursos: Cálculo de Span, Proporcionalidade Linear e Zero Vivo

Como resolver qualquer questão de instrumentação e transmissores industriais: fórmula de conversão de variável de processo (PV) para miliampères e o conceito de zero vivo.
Engenheiro Lopes•
3 minutos de leitura
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O Pulo do Gato (Pegadinha da Banca)
Lembre-se: o span útil de corrente é de apenas 16 mA (20 - 4 = 16). Para 0% da escala, a corrente é 4 mA; para 50%, a corrente é 4 + (0,5 × 16) = 12 mA; para 100%, é 20 mA. Se a corrente for 0 mA, o CLP acusa alarme de cabo rompido (falha de loop).

Na automação industrial e instrumentação de refinarias e plataformas, o sinal analógico em corrente 4 a 20 mA é o padrão mundial (norma ISA-50.1).

1. Fórmula de Interpolação Linear

Para qualquer transmissor calibrado entre PVminPV_{min} e PVmaxPV_{max}:

I=4+16⋅(PV−PVminPVmax−PVmin) mAI = 4 + 16 \cdot \left(\frac{PV - PV_{min}}{PV_{max} - PV_{min}}\right)\text{ mA}

Exemplo de Prova:

Um transmissor de pressão mede de 0 a 10 bar0\text{ a }10\text{ bar}. Se a pressão medida for de 2,5 bar2{,}5\text{ bar} (25% do span):

I=4+16×0,25=4+4=8 mAI = 4 + 16 \times 0{,}25 = 4 + 4 = 8\text{ mA}

2. Por Que 4 mA e Não 0 mA? (Conceito de Zero Vivo)

O nível de 4 mA é chamado de zero vivo (live zero):

  • Se o instrumento estiver ligado e o processo estiver em zero, circula 4 mA.
  • Se o fio se romper, queimar o fusível ou faltar energia, a corrente cai para 0 mA.

Dessa forma, o sistema de controle sabe com 100% de certeza se a variável está no início da escala ou se ocorreu uma falha grave de conexão.

Tags:InstrumentaçãoAutomaçãoSinal 4-20 mATransmissoresShortsCesgranrio

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