Différence entre les solutions d’étalonnage de pression analogiques et numériques

Les manomètres analogiques sont encore très utilisés parce qu’ils s’avèrent très économiques et adaptés à de nombreuses applications. Les modèles numériques peuvent se révéler plus onéreux que leurs homologues analogiques car en général, ils sont plus précis de par la nature de l’affichage et de la technologie embarqués.

De nombreuses applications permettent d’utiliser indifféremment un manomètre analogique ou un modèle numérique. Toutefois, la différence en matière de design et de technologie est synonyme de différence d’approche par rapport à l’étalonnage.

Anatomie d’un manomètre

La première raison expliquant une différence entre les procédures d’étalonnage repose dans la construction des appareils.

 

Les manomètres numériques embarquent généralement des capteurs piézorésistants compacts. Les éléments mobiles sont moins nombreux et les composants sont pratiquement fixes, ce qui fait qu’ils sont moins sujets aux perturbations mécaniques. Cela dit, la précision des manomètres numériques peut dépendre de la température sur le moment. Les modèles très haut de gamme peuvent embarquer un système interne de compensation de la température ou un facteur d’abaissement pour les cas où les températures sortent d’une plage donnée. Si possible, étalonnez le manomètre à la température à laquelle vous comptez l’utiliser.

Les manomètres analogiques, quant à eux, intègrent un grand nombre d’éléments mobiles. Dans le manomètre, on retrouve un tube de Bourdon. Il s’agit d’un tube enroulé dont la paroi est fine et qui se redresse sous la pression. Concrètement, pensez à cet accessoire de cotillon appelé "langue de belle-mère", qui est une pièce en papier enroulée et fine qui va se dérouler lorsque l’on souffle dedans. Le tube de Bourdon se redresse proportionnellement à la quantité de pression appliquée et entraîne l’engrenage qui va à son tour faire bouger l’aiguille dans un sens ou dans l’autre sur le cadran du manomètre.

Conseils pour l’étalonnage d’un manomètre analogique

Comme un manomètre analogique comporte beaucoup plus d’éléments mobiles qu’un manomètre numérique, il faut plus d’étapes pour le préparer pour un étalonnage précis. Voici quelques étapes que vous pouvez suivre pour vous assurer d’obtenir plus de résultats répétables lorsque vous étalonnez des manomètres :

• Exercez le manomètre. Comme les manomètres sont des instruments mécaniques, ils sont sujets à des effets mécaniques. Vous pouvez minimiser ces effets et assouplir l’engrenage en appliquant sur le tube de Bourdon des pressions lui faisant parcourir toute sa plage de mouvements avant l’étalonnage. Il suffit d’appliquer une pression pour que l’aiguille aille de son minimum à son maximum et revienne, et ce, plusieurs fois. Bien que cette étape ne soit pas obligatoire, il faut s'y tenir. Si vous exercez votre manomètre avant un étalonnage, vous devez penser à répéter l’exercice avant chaque étalonnage à l’avenir. Si vous ne vous y tenez pas, les résultats peuvent varier.


• Le tapotement. Voici un exemple de tapotement bénéfique : donner quelques légers coups du doigt pour remettre l’indicateur en position. Cela permet d’éliminer quelques tensions mécaniques transitoires sur l’engrenage qui pourraient entraîner de légers écarts dans la position de l’aiguille. Comme pour l’exercice, si vous le faites pour un étalonnage du manomètre, vous devez recommencer pour les suivants.


• Définissez des points cardinaux. Avec un manomètre analogique, il est plus difficile de distinguer les petits incréments de mesures de pression. Par exemple sur ce modèle, si l’aiguille se trouvait juste en dessous du repère des 50 MPa il serait difficile de déterminer la valeur exacte indiquée. Pour simplifier les choses, vous pouvez placer l’aiguille précisément sur le repère des 50 MPa le point cardinal, puis lire la référence numérique qui vous donnera la valeur précise, à savoir 49,75 MPa. La différence entre les deux méthodes est l’erreur qu’introduit l’appareil. L’affichage numérique permet de distinguer facilement les différences de petits incréments qu’un manomètre analogique ne pourrait pas indiquer. Cette procédure procure une meilleure cohérence, en évitant l’interpolation humaine quant à l’emplacement exact de l’aiguille. 
  
  (Remarque : il s’agit là d’une simplification, car on ignore l’erreur potentielle de l’appareil utilisé comme référence. Cela dit, la détermination de cette différence est bien plus simple si l’appareil avec l’interprétation la plus subjective, le manomètre, peut être fixé sur une valeur exacte et l’appareil qui affiche toujours une valeur ne nécessitant aucune interprétation, la référence numérique, est utilisé là où il est utile.


• Compensez la distorsion de parallaxe (le « problème de décalage »). Lorsque l’on observe un manomètre analogique, il faut garder en tête le fait que l’on voit probablement une valeur différente selon que l’on regarde l’aiguille de face ou légèrement sur le côté. Cela se vérifie particulièrement sur les manomètres haut de gamme, notamment ceux qui sont utilisés comme références d’étalonnage. Un manomètre haut de gamme, disons avec une précision à +/-1 %, compterait 100 repères d’indication. Si la parallaxe suffit à vous décaler de deux repères, la mesure serait faussée et l’erreur de parallaxe deviendrait majeure. 
  
  Pour éviter ce problème, les manomètres haut de gamme peuvent être équipés d’un pointeur réduit à une fine lame au niveau de la pointe au lieu d’un bout arrondi. Certains peuvent même être équipés d’un miroir faisant face au cadran, de sorte que l’on puisse aligner l’image de l’aiguille dans le miroir avec l’aiguille réelle afin d’éviter toute erreur de parallaxe. Pour ce qui est des manomètres dépourvus de ces équipements, il est toujours possible de contourner le problème si l’opérateur se tient toujours à la même place lors du relevé.
   

 

Note concernant l’étalonnage des manomètres numériques

Comme les manomètres numériques comportent moins d’éléments mécaniques et sont pourvus d’une affichage numérique, les tâches mentionnées ci-dessus ne s’appliquent pas. Cela dit, les manomètres numériques sont des appareils électriques qui nécessitent donc d’être branchés sur le secteur, un port USB ou à des piles/batteries. Pour les modèles équipés de batteries, il faut veiller à vérifier le niveau de batterie avant de lancer l’étalonnage. La plupart des manomètres numériques sont équipés d’un indicateur du niveau de batterie. Cet élément est très important, car un niveau de batterie faible peut affecter l’opération ou la précision de l’appareil.

S’assurer de la propreté des manomètres et éviter toute contamination

Les références pneumatiques sont potentiellement sujettes aux contaminations. Cela peut devenir particulièrement dangereux lors de l’étalonnage d’un manomètre à tube de Bourdon rempli de liquide. Lorsque la référence pneumatique pressurise le système et que le système est purgé, le liquide peut être refoulé à la suite de la dépressurisation. Comme la plupart des références pneumatiques comportent un contrôleur de pression ou des mécanismes d’ajustement, elles se placent sur la trajectoire de la purge du système, et donc sur celle du fluide.

L’inverse se produit également sur les systèmes testés en dessous de la pression atmosphérique (vide). Un vide est produit et si la voie d’évacuation se fait à travers la référence, le fluide, ainsi que l’air, peut être extrait par cette voie. Si la référence fait partie de la voie d’évacuation, le fluide peut alors être extrait par la référence et entraîner une contamination. 

Des filtres sont disponibles mais rarement recommandés, car ils peuvent créer des bouchons et engendrer un différentiel de pression. Il existe d’autres appareils comme des pièges à liquides et à poussières qui utilisent la gravité pour séparer les contaminants des supports pneumatiques. Ils ne sont pas forcément efficaces à 100 %, mais ils sont toujours mieux que rien.

Il existe également sur le marché un Système de prévention des contaminations qui s’intègre à l’étalonneur pour garantir le passage d’un gaz propre et sec entre l’étalonneur et le banc de test, et l’évacuation des gaz contaminés de l’étalonneur, de la tuyauterie et de l’appareil étalonné.

Si vous souhaitez en savoir plus sur l’entretien des références d’étalonnage de pression ou sur les différences entre les manomètres analogiques et numériques, n’hésitez pas à me contacter par téléphone au 877-355-3224 ou par e-mail à l’adresse john.lopez@flukecal.com. Nous mettons également à disposition un large choix de ressources d’apprentissage en ligne, dont notre tout nouveau hub pédagogique. Vous y trouverez du contenu que vous et votre équipe pourrez consulter chez vous, mais aussi des webinaires en direct ou à la demande.

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