{"id":8146,"date":"2019-05-27T08:30:43","date_gmt":"2019-05-27T06:30:43","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/?p=8146"},"modified":"2023-11-17T10:10:33","modified_gmt":"2023-11-17T09:10:33","slug":"connaissez-vous-la-precision-de-votre-capteur-de-pression","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/savoir-faire\/connaissez-vous-la-precision-de-votre-capteur-de-pression\/","title":{"rendered":"Connaissez-vous la pr\u00e9cision de votre capteur de pression ?"},"content":{"rendered":"

La pr\u00e9cision a un prix : plus la mesure est pr\u00e9cise, plus chers sont les instruments de mesure. Mais un manque de pr\u00e9cision pourrait co\u00fbter davantage, en particulier si la qualit\u00e9 du produit peut en \u00eatre affect\u00e9e. La pr\u00e9cision a donc un r\u00f4le important \u00e0 jouer dans la s\u00e9lection d’un capteur. <\/strong>Mais vous ne pourrez faire le bon choix que si vous trouvez le moyen de vous sortir du \u00ab labyrinthe \u00bb des donn\u00e9es de pr\u00e9cision.\u00a0 C’est ce qu’on vous explique ici : en utilisant l’exemple d’un capteur de pression industriel, quels sont les param\u00e8tres et crit\u00e8res de s\u00e9lection les plus importants \u00e0 connaitre ?<\/strong><\/p>\n

Le terme \u00ab pr\u00e9cision \u00bb existe uniquement dans le langage des utilisateurs mais il n’est d\u00e9fini par aucune norme. Et si on le retrouve dans de nombreuses fiches techniques pour capteurs, il n’y a cependant aucune id\u00e9e commune pour d\u00e9finir ce que la pr\u00e9cision signifie. Il n’existe pas \u00ab une pr\u00e9cision \u00bb mais un grand nombre de caract\u00e9ristiques diff\u00e9rentes en mati\u00e8re de pr\u00e9cision, et ensemble elles d\u00e9crivent la \u00ab pr\u00e9cision \u00bb d’un appareil.<\/p>\n

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\"Pr\u00e9cision

Fig.1 : comparaison<\/p><\/div>\n \n

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Cela signifie que deux appareils ayant la m\u00eame \u00ab pr\u00e9cision \u00bb \u00e0 premi\u00e8re vue peuvent \u00eatre consid\u00e9rablement diff\u00e9rents si on regarde de plus pr\u00e8s. Il en est de m\u00eame pour le cas oppos\u00e9, comme le d\u00e9montre l’exemple de la Figure 1.<\/p>\n

Pourquoi deux capteurs diff\u00e9rents appartenant suppos\u00e9ment \u00e0 des cat\u00e9gories de pr\u00e9cision diff\u00e9rentes offrent pratiquement la m\u00eame pr\u00e9cision :<\/strong><\/p>\n

La non-lin\u00e9arit\u00e9<\/h2>\n

Pour de nombreux utilisateurs, la non-lin\u00e9arit\u00e9 repr\u00e9sente la donn\u00e9e de pr\u00e9cision la plus significative et est par cons\u00e9quent la plus souvent utilis\u00e9e. Cependant, on se r\u00e9f\u00e8re souvent \u00e0 tort \u00e0 la non-lin\u00e9arit\u00e9 comme \u00e9tant la lin\u00e9arit\u00e9. La non-lin\u00e9arit\u00e9 d\u00e9crit dans quelle mesure une courbe caract\u00e9ristique est \u00ab\u00a0incurv\u00e9e\u00a0\u00bb ou \u00ab\u00a0non-lin\u00e9aire\u00a0\u00bb. Elle d\u00e9crit la plus grande d\u00e9viation possible entre la courbe caract\u00e9ristique et une ligne droite id\u00e9ale.<\/p>\n

Il existe g\u00e9n\u00e9ralement trois m\u00e9thodes pour d\u00e9terminer cette ligne droite id\u00e9ale : L’ajustement du point limite, le r\u00e9glage de la valeur minimale (BFSL) et le r\u00e9glage \u00e0 l’origine – cette derni\u00e8re m\u00e9thode \u00e9tant la moins utilis\u00e9e. Dans le cas de la non-lin\u00e9arit\u00e9 selon l’ajustement du point limite, la ligne droite id\u00e9ale passe par le point initial et le point final de la courbe ; avec la m\u00e9thode BFSL (Best Fit Straight Line – Droite de meilleur ajustement), la ligne de r\u00e9f\u00e9rence est s\u00e9lectionn\u00e9e de mani\u00e8re \u00e0 ce que la d\u00e9viation positive maximum possible et la d\u00e9viation n\u00e9gative maximum soient identiques.<\/p>\n

La non-lin\u00e9arit\u00e9 par rapport \u00e0 l’ajustement du point limite donne la valeur absolue la plus grande par rapport au r\u00e9glage de la valeur minimale et elle est plus compr\u00e9hensible pour l’utilisateur. La non-lin\u00e9arit\u00e9 selon le r\u00e9glage de la valeur minimale constitue la valeur la plus significative dans de nombreux cas car elle d\u00e9crit le potentiel de la courbe caract\u00e9ristique.<\/p>\n

Le degr\u00e9 de diff\u00e9rence r\u00e9el entre la non-lin\u00e9arit\u00e9 selon la m\u00e9thode d’ajustement du point limite et selon la m\u00e9thode BFSL d\u00e9pend de la forme type de la courbe caract\u00e9ristique d’un capteur de pression sp\u00e9cifique. La non-lin\u00e9arit\u00e9 peut \u00eatre de deux fois celle obtenue selon l’ajustement du point limite. Malheureusement, il est, dans de nombreux cas, impossible de reconna\u00eetre par rapport \u00e0 quelle m\u00e9thode la non-lin\u00e9arit\u00e9 a \u00e9t\u00e9 d\u00e9termin\u00e9e. Les donn\u00e9es peuvent souvent \u00eatre compar\u00e9es apr\u00e8s avoir consult\u00e9 le fabricant (figure 2).<\/p>\n

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\"Pr\u00e9cision

Fig. 2 : non-lin\u00e9arit\u00e9<\/p><\/div>\n \n

\"Pr\u00e9cision

Fig. 3 \u00a0\u00e9carts types<\/p><\/div>\n <\/p>\n

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Les \u00e9carts types<\/h2>\n

Il n’existe pas deux produits identiques. Cela s’applique \u00e0 la pr\u00e9cision des capteurs de pression. En fait, la non-lin\u00e9arit\u00e9 d’un grand nombre d’appareils sera consid\u00e9rablement meilleure que la valeur maximum sp\u00e9cifi\u00e9e dans la fiche technique. C’est seulement de cette mani\u00e8re que l’on peut s’assurer que la d\u00e9viation n’exc\u00e8de pas une certaine valeur maximum en raison des tol\u00e9rances ou des variations.<\/p>\n

Cette pr\u00e9cision (am\u00e9lior\u00e9e) est d\u00e9crite comme \u00e9tant l’\u00e9cart type. Ainsi, ces pr\u00e9cisions pr\u00e9sentent souvent l’indication \u00ab typ. \u00bb (Figure 3).<\/p>\n

Cependant, le fabricant sp\u00e9cifie rarement clairement combien d’appareils r\u00e9pondent vraiment \u00e0 cette \u00ab pr\u00e9cision typique \u00bb. Vous pouvez g\u00e9n\u00e9ralement supposer qu’un \u00ab \u00e9cart type \u00bb correspond \u00e0 1 Sigma de la loi normale, c’est-\u00e0-dire qu’environ 68,27 % des instruments remplissent g\u00e9n\u00e9ralement cette valeur mesur\u00e9e typique.<\/p>\n

Si une pr\u00e9cision typique est donn\u00e9e, l’utilisateur sait que le fabricant ne garantit pas que 100 % des instruments livr\u00e9s remplissent la pr\u00e9cision donn\u00e9e. Selon l’\u00e9cart des valeurs mesur\u00e9es, la valeur maximale peut \u00eatre de deux ou trois fois aussi \u00e9lev\u00e9e que la valeur typique.<\/p>\n

D’ailleurs, les valeurs typiques peuvent \u00eatre d\u00e9finies non seulement avec la non-lin\u00e9arit\u00e9 mais aussi avec d’autres caract\u00e9ristiques de pr\u00e9cision.<\/p>\n

L’erreur de mesure<\/h2>\n\n
\"Pr\u00e9cision

Fig. 4 : erreur de mesure et hysteresis<\/p><\/div>\n \n

L’erreur de mesure est probablement la valeur la plus \u00ab\u00a0fiable\u00a0\u00bb. Elle peut \u00eatre d\u00e9termin\u00e9e sans effort suppl\u00e9mentaire \u00e0 partir de la courbe caract\u00e9ristique et contient toutes les erreurs pertinentes \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, telles que la non-lin\u00e9arit\u00e9, l’hyst\u00e9r\u00e9sis, la non-r\u00e9p\u00e9tabilit\u00e9 et l’erreur de mesure au d\u00e9but et \u00e0 la fin de la plage de mesure. Si l’utilisateur op\u00e8re l’instrument \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, il s’agit de l’erreur r\u00e9elle avec laquelle la pression est mesur\u00e9e (Figure 4).<\/p>\n

L’erreur de mesure est la plus grande d\u00e9viation entre la courbe caract\u00e9ristique r\u00e9elle et une ligne droite id\u00e9ale. L’hyst\u00e9r\u00e9sis est d\u00e9finie comme la d\u00e9viation maximum de la courbe caract\u00e9ristique en direction croissante et d\u00e9croissante. La non-r\u00e9p\u00e9titivit\u00e9 est la d\u00e9viation la plus grande obtenue dans trois mesures dans des conditions identiques.<\/p>\n

Malheureusement, l’erreur de mesure n’est que tr\u00e8s rarement sp\u00e9cifier car, naturellement, elle est toujours sup\u00e9rieure \u00e0 la non-lin\u00e9arit\u00e9. G\u00e9n\u00e9ralement, la non-lin\u00e9arit\u00e9 est donn\u00e9e, et l’erreur de mesure au d\u00e9but et \u00e0 la fin de la plage de mesure est indiqu\u00e9e s\u00e9par\u00e9ment. Les deux derni\u00e8res, en pratique, se r\u00e9f\u00e8rent \u00e0 l’erreur du point z\u00e9ro et \u00e0 l’erreur du Span, le Span \u00e9tant la diff\u00e9rence entre l’extr\u00e9mit\u00e9 inf\u00e9rieure de l’\u00e9chelle et la valeur de pleine \u00e9chelle.<\/p>\n

L’erreur de temp\u00e9rature<\/h2>\n\n
\"Pr\u00e9cision

Fig. 5 : erreur de temp\u00e9rature<\/p><\/div>\n \n

Peu importe que la non-lin\u00e9arit\u00e9 ou l’erreur de mesure soit utilis\u00e9e\u00a0: Toutes ces caract\u00e9ristiques de pr\u00e9cision d\u00e9crivent un capteur de pression \u00e0 temp\u00e9rature ambiante. Si la temp\u00e9rature de service est plus \u00e9lev\u00e9e ou plus basse, une erreur de temp\u00e9rature doit \u00e9galement \u00eatre consid\u00e9r\u00e9e. L’erreur de temp\u00e9rature est souvent indiqu\u00e9e par un coefficient de temp\u00e9rature bas\u00e9 sur un intervalle de 10 K. Le coefficient du point z\u00e9ro et le coefficient de gain sont indiqu\u00e9s s\u00e9par\u00e9ment. Un appareil ayant une pr\u00e9cision suffisante \u00e0 temp\u00e9rature ambiante peut pr\u00e9senter une erreur deux fois plus grande \u00e0 une d\u00e9viation de 10K (Figure 5).<\/p>\n

Beaucoup ne savent pas qu’ils doivent ajouter le coefficient de temp\u00e9rature du point z\u00e9ro et du Span pour calculer l’erreur de la valeur de pleine \u00e9chelle. Les erreurs de temp\u00e9rature peuvent \u00e9galement r\u00e9sulter des d\u00e9viations de la temp\u00e9rature du fluide et ambiante.<\/p>\n

La stabilit\u00e9<\/h2>\n

La pr\u00e9cision indiqu\u00e9e d\u00e9crit g\u00e9n\u00e9ralement la condition d’un instrument \u00e0 la fin d’un process de production.<\/p>\n

L’instrument peut d\u00e9j\u00e0 avoir \u00e9t\u00e9 expos\u00e9 \u00e0 des conditions environnementales affectant n\u00e9gativement sa pr\u00e9cision, \u00e0 partir du moment o\u00f9 il quitte l’entreprise ou l’entrep\u00f4t du fabricant ou encore pendant le transport. Il est important de garder en t\u00eate que tous les instruments voient leur pr\u00e9cision changer pendant leur dur\u00e9e de service. Ce changement est appel\u00e9 d\u00e9rive \u00e0 long terme ou stabilit\u00e9 \u00e0 long terme. La dimension de cette d\u00e9rive est largement influenc\u00e9e par les conditions d’utilisation (pressions, temp\u00e9ratures et autres influences) auxquelles l’instrument est expos\u00e9. Dans de nombreux cas, la stabilit\u00e9 a une plus grande influence sur la d\u00e9viation totale que par exemple la non-lin\u00e9arit\u00e9, et des valeurs deux ou trois fois sup\u00e9rieures ne sont pas inhabituelles. Les donn\u00e9es de stabilit\u00e9 indiqu\u00e9es par le fabricant peuvent difficilement \u00eatre compar\u00e9es car diff\u00e9rentes normes d\u00e9crivent des tests tr\u00e8s diff\u00e9rents pour d\u00e9terminer la stabilit\u00e9. De plus, aucun de ces tests n’est une r\u00e9elle copie des conditions r\u00e9elles d’utilisation puisque les conditions varient trop d’une application \u00e0 une autre. Par cons\u00e9quent, les donn\u00e9es de stabilit\u00e9 ne sont valides que pour des utilisations en laboratoire ou dans des conditions de r\u00e9f\u00e9rence. Cependant, m\u00eame avec une utilisation dans des conditions de r\u00e9f\u00e9rence, il est presque impossible d’obtenir des donn\u00e9es comparables. Vous ne pouvez acc\u00e9l\u00e9rer le temps. Et toutes les tentatives de simulation de l’effet du passage du temps au moyen de chocs thermiques ou d’autres m\u00e9thodes restent des tentatives.<\/p>\n

En pratique<\/h2>\n

L’hyst\u00e9r\u00e9sis et la non-r\u00e9p\u00e9titivit\u00e9 sont pratiquement les seules erreurs avec lesquelles vous devez composer. Toutes les autres erreurs peuvent \u00eatre minimis\u00e9es ou m\u00eame \u00e9limin\u00e9es avec un certain effort.<\/p>\n

Le moyen le plus facile et le plus clair est d’utiliser l’erreur de d\u00e9calage (offset). L’utilisateur peut lire l’erreur de d\u00e9calage sans probl\u00e8me en condition non-pressuris\u00e9e et l’entrer dans l’instrument d’\u00e9valuation correspondant. Pour \u00e9liminer l’erreur du Span, la pression doit \u00eatre r\u00e9gul\u00e9e exactement \u00e0 valeur de pleine \u00e9chelle. Ceci n’est souvent pas possible car il n’existe pas de valeur de r\u00e9f\u00e9rence pour la pression. Pour que le capteur de pression ne mesure pas moins bien qu’avant, la pression de r\u00e9f\u00e9rence doit \u00eatre trois fois plus pr\u00e9cise que la pr\u00e9cision pr\u00e9vue. La non-lin\u00e9arit\u00e9 peut seulement \u00eatre minimis\u00e9e avec un certain effort de la part de l’utilisateur, par exemple, en la d\u00e9duisant dans le syst\u00e8me \u00e9lectronique connect\u00e9 bas\u00e9 sur des points.<\/p>\n

M\u00eame dans ce cas, une norme de mesure extr\u00eamement pr\u00e9cise est requise. N\u00e9anmoins, ces erreurs sont, dans certaines applications, compl\u00e8tement inutiles, et seule la non-r\u00e9p\u00e9titivit\u00e9 est importante. Si, par exemple, la t\u00e2che consiste \u00e0 toujours r\u00e9gler la m\u00eame pression, l’erreur peut facilement \u00eatre compens\u00e9e si elle est connue\u00a0; le reste est la non-r\u00e9p\u00e9titivit\u00e9 et la stabilit\u00e9 de long-terme.<\/p>\n

L’erreur de temp\u00e9rature peut facilement \u00eatre estim\u00e9e \u00e0 des temp\u00e9ratures constantes de service, mais si votre application couvre une plage plus large de temp\u00e9ratures, cela sera alors plus difficile. Malheureusement, de nombreux utilisateurs supposent toujours que les capteurs de pression n’ont pas d’erreur de temp\u00e9rature suppl\u00e9mentaire sur la plage de temp\u00e9rature nominale. Cependant, la plage de temp\u00e9rature nominale est la plage sur laquelle les coefficients de temp\u00e9rature sont valides.<\/p>\n

Il est normalement recommand\u00e9 d’\u00e9talonner les capteurs de pression une fois par an<\/a>, afin de contr\u00f4ler s’ils r\u00e9pondent toujours \u00e0 leurs sp\u00e9cifications. L’instrument n’est pas r\u00e9ajust\u00e9 mais le changement r\u00e9el, c.-\u00e0-d. la d\u00e9rive, est analys\u00e9e. Si la d\u00e9rive est sup\u00e9rieure \u00e0 la valeur sp\u00e9cifi\u00e9e par le fabricant, cela pourrait indiquer un instrument d\u00e9fectueux. Plus l’instabilit\u00e9 est \u00e9lev\u00e9e, plus il est probable que le capteur soit d\u00e9fectueux. Dans ce cas, la fiabilit\u00e9 du process ne peut plus \u00eatre garantie si l’instrument continue \u00e0 \u00eatre utilis\u00e9. Ce contr\u00f4le ne demande pas un grand effort. Souvent, il suffit de v\u00e9rifier si le point z\u00e9ro de l’instrument non-pressuris\u00e9 a chang\u00e9. Si l’instrument ne peut ni \u00eatre contr\u00f4l\u00e9 dans le syst\u00e8me ni \u00eatre d\u00e9mont\u00e9 pour v\u00e9rification, vous devez au moins \u00e9tablir une valeur \u00e9lev\u00e9e sur une tr\u00e8s bonne stabilit\u00e9 et la respecter dans vos sp\u00e9cifications de pr\u00e9cision.<\/p>\n

Malheureusement, ce ne sont pas les seules sources d’erreur. Les vibrations, les interf\u00e9rences \u00e9lectromagn\u00e9tiques, la position de montage du capteur, l’alimentation et m\u00eame la charge de l’instrument de mesure peuvent affecter la pr\u00e9cision de votre capteur de pression. Ainsi, une consultation individuelle par un sp\u00e9cialiste<\/a> est recommand\u00e9e dans de nombreux cas.<\/p>\n

Conclusion<\/h2>\n

Connaissez-vous la pr\u00e9cision exacte de votre capteur\u00a0? Est-elle \u00e0 la hauteur de vos esp\u00e9rances\u00a0? Ou est-elle trop bonne\u00a0? Vous \u00eates la seule personne \u00e0 d\u00e9cider des erreurs qui vous sont pertinentes ou non.<\/p>\n

Les fabricants expliquent les caract\u00e9ristiques des produits qui sont importantes et comment elles peuvent \u00eatre ex\u00e9cut\u00e9es dans votre application. Cela vous permet de vous assurer d’atteindre vos objectifs avec une approche optimal. Si vous souhaitez en savoir plus, regarder cette vid\u00e9o sur la pr\u00e9cision des capteurs de pression<\/a><\/p>\n

Nous serions ravis de vous conseiller et vous aider \u00e0 d\u00e9couvrir la pr\u00e9cision que vous avez actuellement et celle dont vous avez r\u00e9ellement besoin.<\/p>\n

N’h\u00e9sitez pas \u00e0 contacter votre conseiller WIKA<\/a> habituel.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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