La température joue un rôle dans de nombreux processus industriels et commerciaux. Les exemples incluent la surveillance de la température de cuisson dans l'industrie alimentaire, la mesure de la température de l'acier fondu dans une fonderie, la vérification de la température dans un entrepôt de froid ou système de réfrigération, ou la régulation de températures dans les salles de séchage d'un fabricant de papier.
Un transmetteur de température va utiliser un dispositif de mesure pour déterminer la température puis réguler une boucle d'asservissement de 4 à 20 mA pour contrôler l'élément qui affecte la température (Fig. 1). L'élément de contrôle pourrait être constitué d'une soupape qui s'ouvre ou se ferme pour laisser entrer de la vapeur dans le procédé de chauffage ou plus de carburant dans le brûleur. Les deux types les plus courants des dispositifs de détection de température sont le thermocouple (TC) et le détecteur de température résistif (RTD).
Comment étalonner un transmetteur d'entrée de thermocouple
Le calibrateur de température Fluke 724 peut fournir les trois choses nécessaires pour étalonner un transmetteur de température. Il est possible de générer une température, fournir l'alimentation en boucle et mesurer le courant résultant en sortie. L'exemple suivant montre comment étalonner un transmetteur TC de type K dont la plage va de 0 à 150 degrés centigrades tout en générant un courant dans la plage allant de 4 à 20 mA.
Configuration de base du calibrateur
- Branchez les fils de test du 724 au transmetteur TC comme indiqué. La sortie des prises du thermocouple branchées sur le 724 simulera une entrée de température pour le transmetteur. Les fils de tests noir et rouges fourniront l'alimentation en boucle au transmetteur et mesureront le courant résultant des changements de température dans le transmetteur.
- Allumez le calibrateur 724. Appuyez sur le bouton mA et le bouton LOOP (BOUCLE) pour sélectionner la mesure en milliampères avec une alimentation en boucle 24 VCC appliquée.
- Appuyez sur le bouton Meas/Source jusqu'à ce que la partie inférieure de l'écran 724 indique le mode de la source
- Appuyer sur le bouton TC jusqu'à ce que le type TC de K soit affiché.
- Sélectionner le bouton C pour centigrade.
- Réglez le point zéro de cette application dans le calibrateur. Pour ce faire, réglez d'abord l'affichage à 0,0 °C. Vous pouvez utiliser les flèches du haut et du bas pour changer la valeur de sortie. Utilisez les flèches de gauche et de droite pour contrôler la valeur de dizaine à l'écran devant être changée. Quand l'écran affiche 0,0, maintenez enfoncée la touche 0 % du 724 et notez-le 0 % affiché dans le coin en bas à droite de l'écran. Ceci établit le point zéro de l'étalonnage.
- Réglez le point de sensibilité dans le calibrateur. Réglez l'affichage à la valeur de sensibilité désirée pour l'étalonnage. Dans cet exemple, l'écran devrait afficher 150 °C. Appuyez sur la touche 100 % et notez-le 100 % affiché dans le coin en bas à droite de l'écran. Ceci établit le point de sensibilité de l'étalonnage.
Exécution d'un test « Tel que trouvé »
Une fois que vous avez terminé les étapes précédentes, vous pouvez passer à un test « tel que trouvé » ou aux données indiquant où se trouve actuellement l'instrument.
- Appuyez sur la touche 0 % ; enregistrez la température appliquée et la mesure en mA correspondante.
- Appuyez sur la touche 25 %↑ (2) fois ; enregistrez la température appliquée et la mesure en mA correspondante.
- Appuyez sur la touche 0 % ; enregistrez la température appliquée et la mesure en mA correspondante.
- . Calculez les erreurs pour chacun des (3) points en utilisant la formule suivante :
ERREUR = ([(I-4)/16]-[T/TSPAN])*100
La table des erreurs de calcul ci-dessous montre comment appliquer la formule aux mesures enregistrées en réalité.
ou Erreur est un pourcentage de la sensibilité,
I est la mesure en mA enregistrée,
T est la température enregistrée et TSPAN est
la température de la sensibilité d'entrée (point à100 % - point à 0 %) - Si vos erreurs calculées sont moins que la tolérance spécifiée de l'instrument, le transmetteur a passé le test tel que trouvé. Si le test n'est pas réussi, faites les ajustements nécessaires.
Ajustement du transmetteur
Une fois que vous savez où se trouve l’instrument à ce moment-là, vous pouvez continuer à le régler.
- Appuyez sur la touche 0 % pour appliquer la température correspondant à une sortie de 4 mA. Ajustez le potentiomètre à zéro jusqu'à ce que la valeur du courant affiché soit 4,00 mA.
- Appuyez sur la touche 0 % pour appliquer la température correspondant à une sortie de 4 mA. Ajustez le potentiomètre de la sensibilité jusqu'à ce que la valeur du courant affiché soit 20,00 mA. Appuyez encore sur la touche 0 % et ajustez de nouveau le potentiomètre à zéro si nécessaire, pour obtenir une sortie de 4,00 mA
Exécutez un test « Tel que laissé »
Répétez les étapes de 8 à 12 pour terminer l'entière procédure d'étalonnage sur le transmetteur de température.
Exemple de calcul d'une erreur de transmetteur de température
| Mesure en mA | Source TC | Gamme de T | Formule | % d'erreur |
| 4.02 | 0°C | 150°C | ([4.02-4)/16]-[0/150])*100 | 0.1250 |
| 11.95 | 75°C | 150°C | ([11.95-4)/16]-[75/150])*100 | -0.3125 |
| 20.25 | 150°C | 150°C | ([20.25-4)/16]-[150/150])*100 | 1.5625 |
Alimentation du signal de température, vérification documentée de l'indicateur
La performance d'un indicateur de température peut être vérifiée en appliquant un signal étalonné sur l'entrée du capteur et en notant les résultats. La performance de l'indicateur peut être documentée en utilisant les calibrateurs de la série 750 en saisissant la valeur de l'indicateur à l'aide du clavier.
Vérification du thermostat et du contrôleur de température
La performance d'un thermostat ou d'un contrôleur de température peut être déterminée en mesurant les sorties tout en appliquant un signal de température à l'entrée. Dans cet exemple, le calibrateur Fluke de la série 750 fait varier simultanément le signal d'entrée tandis que la fermeture de contact de surveillance est sur la sortie. Le calibrateur documente alors les points de consigne et de réinitialisation ainsi que la taille de la zone morte mesurés.
Mesure la température
Les températures de process peuvent être vérifiées en utilisant un calibrateur de température ou un thermomètre numérique. Dans cet exemple, à la fois le contrôleur/l'indicateur et sa sonde d'entrée peuvent être vérifiés à la température de fonctionnement du process.
Mesure de précision de la température de RTD
Utilise les sonde RTD caractéristiques avec le calibrateur de process multifonction de précision Fluke 726 pour une précision améliorée de la mesure de température.
Étalonne un transmetteur de température HART
Les transmetteurs « intelligents » HART nécessite un ajustement numérique s'ils se trouvent en dehors de leurs spécifications. Cette tâche nécessite un calibrateur de précision et un outil de configuration numérique. Le Fluke 754 présenté ici est connecté à un transmetteur de température Rosemount 3144 HART. Dans cette configuration, le 754 transmet un signal de simulation de thermocompression et mesure la sortie en mA et le V numérique. Si un réglage s'avère nécessaire, l'ajustement du capteur et de la sortie ainsi que la redéfinition des plages peut être effectuée par le Fluke 754.
Élimination des erreurs des capteurs de température
Outre l'apport d'une tension ou résistance pour contrôler votre transmetteur ou contrôleur de température, vous souhaitez sans doute vérifier aussi votre thermocouple ou RTD. Cette vérification est particulièrement importante pour l'instrumentation critique qui pourrait compromettre le produit ou la qualité du produit si elle ne se conformait pas aux spécifications. Vous pourriez souhaiter un étalonnage de traçabilité incluant le capteur pour un certain nombre de raisons :
- Éliminer jusqu'à 75 % des erreurs lors d'une mesure de process
- Se conformer aux règlementations en matière de santé, sécurité, environnement et autres de type gouvernemental
- Respecter des normes de qualité telles qu'ISO 9000 qui exige un étalonnage régulier de tous les équipements liés à la qualité
- Réduire les déchets et améliorer la productivité
- Se conformer aux contrats clients exigeant une traçabilité selon les normes nationales
- Être certain que les mesures seront reproduites dans les limites d'erreur connues en cas de remplacement des instruments
Vérification ou étalonnage individuel des capteurs de température
Une autre méthode répandue est de séparer le RTD ou thermocouple de la boucle de contrôle et vérifier qu'à chaque point de consigne de température, la résistance du RTD ou la tension du thermocouple reste dans les limites d'erreurs attendues à chaque température.
Étalonnage de la boucle incluant un capteur de température de process
Les capteurs de températures sont en général étalonnés sur le terrain en étant sorti du process et placé à l'intérieur d'une source de température de référence telle qu'un calibrateur à bloc sec ou un bain d'étalonnage portable. Lors d'un étalonnage de boucle, l'instrumentation reste connectée à la boucle de contrôle et la température indiquée est lue à l'écran tandis que la vraie température est obtenue de la source de température de référence.
Connexion d'un Fluke 754 au puits sec Fluke Calibration
Lorsqu'un étalonnage de température se fait avec un Fluke 754.connecté à une source de température Fluke Calibration, l'automatisation et la documentation s'effectuent facilement
Terminologie de la température
- Calibrateurs à bloc sec : un calibrateur de température qui utilise un four de précision pour produire une température précise. Ce type de calibrateur est souvent utilisé pour vérifier les capteurs de températures.
- Courant d'excitation : un courant constant appliqué à une sonde RTD pour déterminer la résistance réelle en vue de mesure la température. Les valeurs typiques font 2 mA ou moins afin de minimiser l'autoéchauffement de la sonde.
- IPTS-68 : échelle de température internationale pratique de 1968. Une norme de température adoptée en 1968 qui utilise des standards intrinsèques pour définir la mesure de la température.
- ITS-90 : échelle de température internationale de 1990. Une norme d'étalonnage de température adoptée en 1990 qui utilise des standards intrinsèques qui rend possible l'usage et la comparaison des mesures de température de manière significative partout dans le monde.
- Compensation de la résistance de fil : une méthode de compensation utilisée avec des RTD à 3 et 4 fils et mesure de résistance. Cette méthode compense l'erreur associée avec la résistance de fil lors d'une mesure RTD.
- Température de référence : une condition de référence utilisée pour comparer les résultats de mesure à jeu de données standard. Des exemples incluent le 0 °C pour les tables de thermocouples, et le triple point de l'eau pour ITS-90.
- R0 la valeur de la résistance d'une sonde RTD à 0 °C. Exemple PT100-385, R0 = 100 W.
- RTD : détecteur de température de résistance, une sonde de mesure de températures dont la résistance varie de façon prévisible avec les changements de températures. Le RTD le plus courant est le platine PT100-385.
- Effet Seebeck : effet thermoélectrique dont le potentiel de tension augmente avec la température (thermocouples) entre les connexions de métaux différents.
- Point triple de l'eau : une température de référence de l'ITS-90 qui correspond à 0,01 °C quand l'eau existe simultanément dans ses trois états : liquide, solide, et vapeur.
Types de thermocouples
| Couleur de fiche | Alliages | Plage de température | Plage EMF | |
| + | - | |||
| Blanc B | Pt-30 % Rh Platine- 30 % | Rhodium Pt-6 % Rh Platine- 6 % Rhodium | 600 to 1820 °C, 1112 to 3308 °F | 1.792 to 13.820 mV |
| Rouge C | W-5 % Re Tungstène- 5 % Rhénium | W-26 % Re Tungstène- 26 % Rhénium | 0 to 2316 °C, 32 to 4201 °F | 0 to 37.079 mV |
| Violet E | Ni-Cr Nickel-Chrome (Chromel) | Cu-Ni Cuivre-Nickel (Constantan) | -250 to 1000 °C, -418 to 1832 °F | -9.719 to 76.370 mV |
| Noir J | Fer Fe | Cu-Ni Cuivre-Nickel (Constantan) | -210 to 1200 °C, -346 to 2193 °F | -8.096 to 69.555 mV |
| Jaune K | Ni-Cr Nickel-Chrome (Chromel) | Ni-Al Nickel-Aluminum | -200 to 1372 °C, -328 to 2502 °F | -5.891 to 54.886 mV |
| Bleu L | Fe Fer | Cu-Ni Cuivre-Nickel (Constantan) | -200 to 900 °C, -328 to 1652 °F | -8.166 to 53.147 mV |
| Orange N | Ni-Cr-Si Nickel-Chrome- Silicon (Nicrosil) | Ni-Si-Mg Nickel-SiliconMagnésium (Nisil) | -200 to 1300 °C, -328 to 2372 °F | -3.990 to 47.514 mV |
| Vert R | Pt-13 % Rh Platine- 13 % Rhodium | Pt Platine | -20 to 1767 °C, -4 to 3213 °F | -0.101 to 21.089 mV |
| Vert S | Pt-10 % Rh Platine- 10 % Rhodium | Pt Platine | -20 to 1767 °C, -4 to 3213 °F | -0.103 to 18.682 mV |
| Bleu T | Cu Cuivre (Constantan) | Cu-Ni Cuivre-Nickel | -250 to 400 °C, -418 to 752 °F | -6.181 to 20.873 mV |
| Blanc U | Cu Cuivre | Cu-Ni Cuivre-Nickel | -200 to 600° C, -328 to 1112 °F | -5.693 to 34.320 mV |
Conversions de température F à C
