Signal 0-20mA

Signal analogique 0-20mA : Guide pratique (avec convertisseur intégré)

14/08/2025
Vincent

Vous travaillez sur des installations industrielles et vous croisez régulièrement des capteurs qui génèrent des signaux 0-20mA ? Vous vous demandez comment interpréter ces valeurs de courant et les convertir en unités réelles ? Ce guide pratique vous donne toutes les clés pour maîtriser ce standard industriel incontournable et intervenir efficacement sur vos équipements.

⚡ Outil de conversion instantané

Pour simplifier vos calculs sur le terrain, nous avons intégré un convertisseur automatique dans cet article. Cet outil vous permet de passer instantanément du courant mesuré à la valeur réelle de votre capteur, ou inversement. Il suffit de définir la plage de mesure de votre équipement, puis de saisir soit l’intensité relevée pour obtenir la grandeur physique, soit la valeur recherchée pour connaître le courant correspondant. Idéal pour vos vérifications rapides ou vos simulations de test !

0.00 mA
0% (4mA = 0%, 20mA = 100%)
0.00
Valeur convertie
Tests rapides

Qu'est-ce qu'un signal 0-20mA exactement ?

Le principe de base expliqué simplement

Le signal 0-20mA appartient à la famille des signaux analogiques en boucle de courant. Contrairement aux signaux tension comme le 0-10V, ici c’est l’intensité du courant qui varie proportionnellement à la grandeur mesurée par le capteur.

Le fonctionnement ressemble à un robinet d’eau :

  • 0mA = valeur minimale de mesure (robinet fermé)
  • 20mA = valeur maximale de mesure (robinet grand ouvert)
  • Entre les deux, le courant augmente de façon linéaire

Prenons l’exemple d’un capteur de pression qui mesure de 0 à 10 bars :

  • 0mA = 0 bar
  • 10mA = 5 bars
  • 20mA = 10 bars

Pourquoi le signal courant est-il si répandu ?

Les ingénieurs ont adopté massivement le 0-20mA car il présente des avantages décisifs par rapport aux signaux tension. Le courant ne se dégrade pas sur de longues distances de câble, contrairement à la tension qui chute avec la résistance des conducteurs. Cette immunité aux chutes de tension permet des liaisons fiables sur plusieurs centaines de mètres sans amplification.

De plus, la boucle de courant permet d’alimenter certains capteurs directement via les deux fils de signal, simplifiant considérablement l’installation.

Comment mesurer et interpréter un signal 0-20mA

Étape 1 : Identifiez les caractéristiques du capteur

Avant toute intervention, consultez la documentation technique de votre capteur pour relever :

  • La grandeur physique mesurée (température, pression, débit, niveau…)
  • L’étendue de mesure (exemple : -10°C à +60°C ou 0 à 25 bars)
  • La classe de précision (généralement ±0,5% à ±2% de la pleine échelle)
  • Le type d’alimentation (2 fils, 3 fils ou 4 fils)

Étape 2 : Réalisez la mesure de courant

Utilisez un multimètre réglé sur la fonction “courant continu” avec un calibre approprié (200mA minimum). Attention : contrairement à la mesure de tension, vous devez ouvrir la boucle de courant et insérer votre appareil en série.

Pour une mesure non intrusive, utilisez une pince ampèremétrique adaptée aux faibles courants ou insérez une résistance de mesure (généralement 250Ω) pour convertir temporairement le signal en tension.

Étape 3 : Appliquez la formule de conversion

La conversion du signal 0-20mA suit cette formule simple :

Valeur réelle = (Courant mesuré ÷ 20) × Plage de mesure

Exemple pratique :

  • Capteur de température 0-150°C
  • Courant mesuré : 13,6mA
  • Calcul : (13,6 ÷ 20) × 150 = 0,68 × 150 = 102°C

Exemples pratiques

Capteur de niveau de cuve

Vous intervenez sur un réservoir équipé d’un transmetteur de niveau 0-8 mètres. Votre mesure indique 7,4mA.

Calcul : (7,4 ÷ 20) × 8 = 2,96 mètres de hauteur de liquide

Capteur de débit

Sur une ligne de production, un débitmètre 0-500 L/min génère un signal de 16,8mA.
Calcul : (16,8 ÷ 20) × 500 = 420 L/min

Capteur de pression hydraulique

Pour un capteur de pression 0-63 bars, vous relevez 4,2mA sur votre multimètre. Calcul : (4,2 ÷ 20) × 63 = 13,23 bars

Diagnostic et résolution des problèmes courants

Vérifiez l'intégrité de la boucle

Un signal 0-20mA nécessite une boucle fermée pour fonctionner. Contrôlez systématiquement :

  • La continuité électrique sur toute la longueur des câbles
  • L’état des connexions (oxydation, desserrage)
  • La présence de l’alimentation appropriée
  • L’impédance totale de la boucle (généralement limitée à 500-750Ω)

Interprétez les valeurs anormales

Courant à 0mA constant : Indique généralement une rupture de boucle (câble coupé, borne déconnectée, capteur défaillant)

Courant supérieur à 20mA : Peut signaler un problème d’isolation, un court-circuit partiel ou un capteur en dépassement d’échelle

Courant instable ou parasité : Souvent causé par des perturbations électromagnétiques, des connexions défaillantes ou une alimentation perturbée

Procédure de dépannage

  • Vérifiez l’alimentation du capteur (tension et courant disponible)
  • Contrôlez la continuité de la boucle avec un ohmmètre
  • Mesurez le signal au plus près du capteur
  • Testez par substitution avec un simulateur de courant si disponible
  • Documentez vos observations pour faciliter les interventions futures

Avantages et limites du 0-20mA

Le signal 0-20mA présente des avantages opérationnels indéniables : excellente immunité aux parasites, transmission longue distance sans dégradation, possibilité d’alimenter les capteurs 2 fils, et facilité de diagnostic. Ces qualités expliquent sa présence massive dans l’industrie de process et la pétrochimie.

Cependant, il montre certaines limites : nécessité d’ouvrir la boucle pour mesurer, sensibilité aux ruptures de câbles, et débit d’information plus lent que les protocoles numériques modernes. Pour les nouvelles installations, les bus de terrain tendent progressivement à le remplacer.

Équipement de mesure recommandé

Constituez-vous un kit d’intervention efficace avec :

  • Un multimètre de qualité avec fonction courant DC précise
  • Une pince ampèremétrique pour faibles courants (optionnel mais pratique)
  • Un simulateur de boucle 0-20mA pour les tests
  • Des résistances de précision 250Ω pour conversion tension/courant
  • Un carnet d’intervention pour tracer vos mesures

Conclusion

Maîtriser les signaux 0-20mA représente une compétence fondamentale pour tout technicien en automatisme industriel. Comme pour tous les standards analogiques, la clé du succès réside dans la méthode : identifier les caractéristiques du capteur, mesurer correctement le signal, appliquer la bonne formule de conversion et savoir diagnostiquer les dysfonctionnements.

Cette technologie éprouvée continuera de coexister avec les solutions numériques modernes pendant de nombreuses années. En vous familiarisant avec ces principes et en pratiquant régulièrement, vous développerez rapidement l’autonomie nécessaire pour intervenir efficacement sur vos installations et résoudre les problèmes de mesure analogique du quotidien.

Signal analogique 0-20mA : Guide pratique (avec convertisseur intégré)