Étalonnage de transducteur de pression

Un transducteur de pression est un appareil qui convertit la pression en courant. Il est utilisé pour convertir les signaux de contrôle des boucles analogiques pneumatiques de 3 à 15 PSI (20,7 kPa à 103,4 kPa) ou d’autres pressions mesurées en signaux de contrôle analogiques de boucles électriques compris entre 4 et 20 mA. Les transducteurs de pression constituent l’une des deux parties de la plupart des instruments utilisés sur le terrain. La seconde partie correspond à l’élément principal tel que des tubes de circulation, des plaques à orifice, des capteurs de pression et autres. Les transducteurs traitent le signal généré par l’élément principal. Ils commencent par le caractériser au format linéaire, lui appliquent des coefficients d’unités d’ingénierie avant de le transmettre sous la forme d’un courant analogique en mA.

Pourquoi est-il important d’étalonner les transducteurs de pression ?

Les performances des transducteurs de pression sont essentielles pour gérer les systèmes de contrôle d’une usine. Ces équipements sont souvent installés dans des environnements difficiles, qui ont tendance à dégrader leurs performances au fil du temps. Des vérifications, une maintenance et des étalonnages réguliers sont nécessaires pour que ces appareils ne tombent pas en panne et fonctionnent conformément à leurs spécifications.

En plus de garantir les performances du transducteur de pression, un étalonnage approprié permet de garantir que les installations ISO/CEI 17025 délivrent des résultats valides.

Comment étalonner un transducteur de pression ?

L’appareil utilisé dans cet exemple est un convertisseur de pression en courant équipé de soupapes d’entrée pour des pressions comprises entre 3 et 15 PSI (20,7 kPa à 103,4 kPa) pour 0 % et 100 %, avec une plage de sortie (issue de la puissance de la boucle) qui s’étend de 1 à 5 mV pour 0 % et 100 % +/- 2 %. Cet exemple détaillé explique 1) le test de débit ascendant à trois points (3↑) Etat initial (préréglage) à 0-50-100 % et l’annotation des résultats, 2) le réglage du zéro et de la plage (100 %) de la pression vers le courant 3) le test de débit ascendant à trois points Etat corrigé (après réglage) à 0-50-100 %, et l’annotation de ces résultats avec le calibrateur de processus avec documentation Fluke 754.

Étape 1. Connectez le module de pression au calibrateur de pression à mémoires avec documentation 754. Connectez l’entrée du convertisseur pression vers courant et la sortie d’une pompe de pression manuelle au module de pression à l’aide d’un connecteur en « T » (figure 1). Si vous utilisez un module de pression différentiel, vérifiez qu’il s’agit d’un module 15 PSI (pour cet exemple) et connectez-le à l’entrée qui porte l’étiquette « H ».

Figure 1

Étape 2. Reliez deux connexions de type banane situées au centre du calibrateur de pression à mémoires à l’entrée du convertisseur pression vers courant qui reçoit l’alimentation de boucle (figure 1).

Étape 3. Ensuite, appuyez sur le bouton « SETUP » (CONFIGURATION) du calibrateur de pression à mémoires. Le curseur doit démarrer sur l’alimentation de boucle. Appuyez sur le bouton « ENTER » (ENTRÉE), puis sur la flèche du bas jusqu’à Enabled (Activé), puis sur le bouton « ENTER » (ENTRÉE). Appuyez ensuite sur le bouton « DONE » (TERMINÉ) affiché à l’écran.

Étape 4. Une fois vos connexions établies, avec l’appareil sous tension (ou l’écran de mesure activé), sélectionnez le bouton mA.

Étape 5. Appuyez ensuite sur le bouton « MEAS/SOURCE » (MESURE/SOURCE). L’écran source s’affiche alors (Figure 2).

Figure 2

Étape 6. Comme nous cherchons à générer une pression (à l’aide d’une pompe manuelle), appuyez sur le bouton « ¨PRESSURE » (PRESSION) (juste au-dessus de HART) (Figure 3).

Figure 3

Étape 7. Appuyez ensuite une fois sur le bouton « MEAS/SOURCE » (MESURE/SOURCE). L’écran partagé s’affiche alors (Figure 4).

Étape 8. Appuyez maintenant sur « As found » (État initial), sélectionnez « INSTRUMENT », puis appuyez sur « ENTER » (ENTRÉE) avant de compléter le modèle comme indiqué sur la Figure 5.

Appuyez sur le bouton « DONE » (TERMINÉ). L’écran est séparé en plusieurs zones et affiche les touches « ABORT » (ANNULER), « AUTO TEST » (TEST AUTOMATIQUE) et « MANUAL TEST » (TEST MANUEL).

Étape 9. Sélectionnez la touche « MANUAL TEST » ( TEST MANUEL) et attendez que le calibrateur de pression à mémoires indique : « Go to 3 PSI » (Pressuriser jusqu’à 3 PSI » (Figure 6).

Utilisez alors la pompe manuelle pour faire augmenter la pression jusqu’à ce qu’elle avoisine 3 PSI, puis appuyez sur la touche « ACCEPT POINT » (ACCEPTER LE POINT). Le calibrateur de pression à mémoires affiche maintenant « Go to 9 PSI » (Pressurisez jusqu’à 9 PSI). Utilisez à nouveau la pompe manuelle pour augmenter la pression jusqu’à ce qu’elle avoisine 9 PSI, puis appuyez sur la touche « ACCEPT POINT » (ACCEPTER LE POINT). Lorsque le calibrateur affiche « Go to 15 PSI » (Pressuriser jusqu’à 15 PSI), pompez jusqu’à ce que la pression atteigne cette valeur, puis appuyez sur « ACCEPT POINT » (ACCEPTER LE POINT).

Il faut maintenant revenir sur l’une des caractéristiques principales du calibrateur de pression à mémoires. Lorsqu’une erreur est calculée à partir du courant mesuré en mA par le calibrateur de pression à mémoires, le calcul reposera sur la déviation de la quantité de pression produite. Cela signifie que si vous produisez une pression de 3,120 PSI (1 % de déviation par rapport à la valeur nominale), le calibrateur de pression à mémoires recherchera une mesure à 4,160 mA (également 1 % supérieur à la valeur nominale). Afin d‘évaluer correctement le circuit, vous devez générer à l’aide de la pompe une pression proche des valeurs nominales. L’erreur de pression résiduelle de la source sera compensée par le calibrateur de pression à mémoires lors des calculs effectués à partir des mesures de courant en mA.

Étape 10. Une fois que le calibrateur de pression à mémoires aura terminé cette évaluation, il affichera à l’écran le récapitulatif du test effectué, avec les colonnes SOURCE, MEASURE (MESURE) et ERROR (ERREUR) (Figure 7).

Étape 11. Vous visualisez désormais l’écran de saisie pour les étiquettes (Figure 8).

Appuyez sur la touche « ENTER » (ENTRÉE) pour modifier le texte, puis sur « DONE » (TERMINÉ) lorsque vous avez fini pour faire réapparaître l’écran avec les touches « AS LEFT » (ÉTAT CORRIGÉ), « ADJUST » (RÉGLER), « SAVE » (ENREGISTRER) et « MORE CHOICES » (AUTRES CHOIX).

Étape 12. Sélectionnez maintenant « ADJUST » (régler) pour que le calibrateur génère 0 %, affiche l’instruction « Go to 3 PSI » (Pressurisez à 3 PSI) et effectue une mesure pour 4 mA à 2 %. Tant que l’erreur demeurera supérieure à 2 %, la fenêtre Error (Erreur) qui occupe la moitié de l’écran affichera une vidéo inverse. Réglez le zéro du convertisseur de pression en courant jusqu’à ce que l’erreur devienne inférieure à 2 %. Sélectionnez ensuite « Go to 100% » (Passer à 100 %) et réglez la plage de la même manière.

Étape 13. Une fois les réglages effectués, sélectionnez « AS LEFT » (ÉTAT CORRIGÉ), « DONE » (TERMINÉ) et « MANUAL TEST » (TEST MANUEL) et répétez l’étape 9. Si le réglage est correct, aucune erreur ne sera visible dans le récapitulatif qui affichera des vidéos normales (Figure 9).

Étape 14. Sélectionnez « DONE », « DONE », puis « DONE » (TERMINÉ) et vous aurez fini !

Le certification d'étalonnage du transducteur de pression

Le certification d'étalonnage fournit la traçabilité et l’évolution de la qualité du transducteur de pression dans le temps. Le certificat est nécessaire pour attester du bon fonctionnement de l’installation ISO/CEI 17025. Il permet également à d'autres personnes, notamment aux collaborateurs et aux clients, de vérifier la validité et la qualité des données. Voici les éléments essentiels qui doivent figurer sur votre certificat d’étalonnage de votre transducteur de pression :

1. Informations sur l’en-tête : Le logo de l'entreprise doit être placé à droite et celui de l’organisme d’accréditation du laboratoire à gauche, en veillant à ce qu’ils aient des tailles similaires et à ce qu’ils respectent les normes en matière de marque de l’entreprise.
2. Titre du rapport: Il est recommandé d’utiliser le terme « Certificat d’étalonnage » plutôt que « Rapport d’étalonnage ».
   1. Nom de l’emplacement du laboratoire : Il doit être indiqué juste en dessous du titre.
3. Unité sous les informations de test
   1. Description
   2. Fabricant (comme identifié sur l’instrument)
   3. Numéro de modèle
   4. Numéro de série
4. Informations relatives à l’événement d’étalonnage
   1. Date d'émission (date à laquelle le certificat a été émis)
   2. Numéro unique du certificat
   3. Date d´étalonnage
   4. Échéance de l’étalonnage (peut être laissée vierge si inconnue)
   5. Conditions environnementales (définies à partir des conditions dans lesquelles l’étalonnage a eu lieu, habituellement exprimées en unités du système international, elles peuvent être supprimées si elles ne sont pas pertinentes pour l’étalonnage)
5. La déclaration d’étalonnage qui identifie l’exigence de traçabilité spécifique de l’événement d’étalonnage. Par exemple, la norme ISO 17025 impose la traçabilité des installations dans le système international d’unités. Elle peut être réalisée par des des instituts de métrologie nationaux reconnus tels que le NIST aux États-Unis, le PTB en Allemagne ou le NIM en Chine.

Page 2 suite – Il s’agit du rapport à proprement parler, qui reprend donc certaines des informations présentes en couverture.

6. Informations sur les normes (tableau)
   1. Instruments spécifiques utilisés
   2. Description de l’appareil (c.-à-d. fabricant et référence du modèle)
   3. Date d´étalonnage
   4. Date du prochain étalonnage à prévoir pour l’instrument
7. Données d’étalonnage (tableau)
   1. Paramètres (par ex. résistance, vérification des mesures de tension DC)
   2. Valeur réelle
   3. Valeur mesurée
   4. Erreur absolue
   5. Tolérance du test
   6. Incertitude étendue

Le certification d'étalonnage doit comprendre un autocollant d’étalonnage, une zone de signature, l’adresse et le numéro de téléphone de l’organisme d’accréditation du laboratoire, les numéros de pages, le nombre total de pages (par ex. page 1 sur 7) et les dates de révision.

Service d'étalonnage de transducteur de pression

Pour les service d'étalonnage de transducteur de pression, adressez-vous à l’un des nombreux laboratoires d’étalonnage tiers. Si plusieurs instruments doivent être étalonnés, réalisez une étude et calculez le retour sur investissement pour l’achat d’un calibrateur qui permettrait d’effectuer les étalonnages en interne.