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Connaissance du domaine de l'étalonnage mécanique

La base de connaissances sur la mesurande mécanique vous offre des informations sur le mesurande de la pression. Obtenez des réponses aux questions sur les manomètres, les capteurs, les types et les étalonnages.

Sur quelles méthodes de mesure de la pression les manomètres sont-ils basés ?

Les méthodes de mesure de la pression peuvent être distinguées en fonction des principes physiques sous-jacents. Une distinction est faite entre les appareils de mesure de la pression directe et indirecte. Un manomètre direct se rapporte directement à la définition de la grandeur physique qu'est la pression ; il s'agit, par exemple, des manomètres à piston et des manomètres à liquide. Les manomètres indirects utilisent des effets physiques secondaires et dérivent la pression à travers eux, c'est-à-dire qu'ils mesurent des quantités, telles que mécaniques ou électriques, qui sont clairement liées à la pression. Il s'agit par exemple de manomètres avec des éléments de mesure élastiques (manomètres à tube de Bourdon, manomètres à membrane, etc.) et de capteurs de pression.

Mesure de la pression

Quels sont les manomètres indirects disponibles ?

En principe, on distingue les manomètres élastiques à ressort et les manomètres électroniques. Les manomètres à éléments de mesure élastiques combinent une qualité métrologique élevée, un fonctionnement simple, une robustesse et une adaptabilité avec les avantages d'une production industrielle et rentable. Avec des éléments de mesure élastiques, il n'est pas nécessaire de recourir à des alimentations électriques ou pneumatiques complexes. Les manomètres électroniques ou les transducteurs de pression sont une forme largement utilisée d'élément de détection de pression. Un capteur de pression est un élément de mesure qui convertit la pression du mesurande physique en une quantité électrique.

Quels sont les capteurs de pression disponibles ?

Les méthodes de détection couramment utilisées sont les suivantes :  

  • Jauge de contrainte à couche mince 
  • Capteur à film épais en céramique 
  • Élément capteur piézorésistif 
  • Élément de capteur piézoélectrique 
  • Capteurs capacitifs 
Représentation des types de pression et de leur relation avec la pression de référence

Aperçu des types de pression

Les mesures de pression comparent une pression actuelle avec une pression de référence. Dans la technologie de la mesure de la pression, on distingue quatre types de mesures, qui permettent de faire une déclaration sur la relation entre la pression mesurée et la pression de référence.  

    Pression absolue (p abs)  

    • Pression mesurée au-dessus du zéro absolu  
    • Référence : vide absolu  
    • La pression de mesure est toujours supérieure à la pression de référence  

    Pression relative (p rel) 

    • La mesure de la pression relative mesure la différence avec la pression ambiante dominante.  
    • Cela dépend de divers paramètres (par exemple, l’altitude par rapport au niveau de la mer)  
    • Par rapport à cela, on parle de surpression positive et négative 

    Surpression positive (jauge)  

    • Pression mesurée au-dessus de la pression atmosphérique barométrique quotidienne  
    • Référence : Pression ambiante  
    • La pression de mesure est toujours supérieure à la pression de référence  

    Surpression négative (vide)  

    • Pression mesurée en dessous de la pression atmosphérique barométrique quotidienne  
    • Référence : Pression ambiante  
    • La pression de mesure est toujours inférieure à la pression de référence 

    Pression différentielle (Δ p)  

    • Pression mesurée supérieure ou inférieure à une pression de référence quelconque  
    • Pression de mesure inférieure ou supérieure à la pression de référence 

    Comment se déroule l'étalonnage des manomètres ?

    L'étalonnage des manomètres peut être effectué selon différentes procédures. La procédure à suivre dépend de la précision de classe de l'instrument de mesure à étalonner. Avant de procéder à une série de mesures, il faut effectuer une précharge pour s'assurer que le système de tuyauterie complet est étanche. Une pression est appliquée sur la valeur finale de la plage de mesure de l'appareil. Après un temps de maintien d'environ 30 secondes, la pression peut à nouveau être complètement relâchée. Si la pression est instable, il faut d'abord s'assurer de l'étanchéité du système de tuyauterie ; si la pression est stable, l'étalonnage peut commencer. Pour ce faire, plusieurs points de mesure (répartis uniformément sur la plage de mesure) sont d'abord approchés de bas en haut (dans le sens de la montée), puis également de haut en bas (dans le sens de la descente). Les temps de maintien, les points de mesure et le nombre de précharges dépendent de la séquence d'étalonnage sélectionnée (A / B / C).

    Possibilités d'étalonnage de la pression ?

    Les systèmes de mesure suivants sont de préférence utilisés pour l'étalonnage des instruments de mesure de la pression:

    • Balances de pression (manomètres à piston) 
    • Manomètre à spirale en quartz 
    • Calibrateurs et contrôleurs de pression 
    Principe de fonctionnement d'un tube de Bourdon

    Comment fonctionne un manomètre à tube de Bourdon ?

    Les manomètres à tube de Bourdon sont l'un des dispositifs mécaniques de mesure de la pression les plus couramment utilisés. Le principe est basé sur un ressort élastique (également appelé ressort de Bourdon) et un tube courbé circulairement avec une section transversale ovale. Lorsqu'une pression est appliquée à l'intérieur du tube de Bourdon, la section transversale change et une contrainte annulaire est créée, ce qui augmente le rayon du ressort circulaire. Cette déviation est la mesure de la pression. Pour rendre visible la course relativement faible à l'extrémité d'un tel ressort, un mécanisme à aiguille est utilisé. Cela élargit la trajectoire et la convertit en un mouvement rotatif.

    Principe de fonctionnement d'un manomètre différentiel à diaphragme

    Comment fonctionne le principe d'un manomètre différentiel à diaphragme ?

    Un manomètre différentiel possède deux chambres de mesure (plus et moins) qui sont séparées par le diaphragme. Les soufflets métalliques assurent l'étanchéité des chambres de pression par rapport à l'atmosphère. La différence de pression entre les chambres positive et négative du milieu de mesure provoque une déviation axiale de l'élément de mesure (déplacement de mesure). Cette trajectoire de mesure est transmise au mouvement par la tige de poussée et convertit ainsi la trajectoire de mesure en un mouvement de l'aiguille.  

    Ces instruments de mesure sont principalement utilisés pour :  

    • Surveillance des systèmes de filtration par l'affichage de la perte de pression  
    • Indicateur de niveau sur les récipients ouverts et fermés  
    • Mesure du débit des fluides (liquides, gaz et vapeurs) 

    Quels sont les types de référence que l'on distingue pour l'étalonnage de la pression ?  

    Dans notre laboratoire de pression, nous distinguons l'étalonnage selon deux références : Balances et régulateurs de pression.   

    Les détendeurs de pression ont une grande précision, peuvent être automatisés, régulent les pressions requises de manière indépendante et sont donc parfaitement adaptés à l'étalonnage de vos normes de travail.   

    Pour vos normes de référence, nous utilisons la méthode plus complexe de l'étalonnage au moyen de balances de pression. Une balance de pression utilise la propriété physique de la pression. Ici, la pression nécessaire est générée à l'aide d'un disque de masse et d'un système piston-cylindre. Cette méthode éprouvée permet d'atteindre les précisions nécessaires à l'étalonnage des normes de référence.

    Étalonnage de la pression

    Comment se fait l'étalonnage des clés dynamométriques et des capteurs de couple ?

    Pour l'étalonnage des clés dynamométriques, on utilise principalement des stations de mesure automatiques et manuelles. Ici, le capteur de couple tourne et introduit ainsi les couples souhaités dans l'outil de vissage. La spécification normative est que cela doit être effectué à trois étapes différentes, en fonction de l'équipement d'essai, et doit être répété cinq fois dans chaque cas. La norme DIN EN ISO6789:2017, actuellement en vigueur, définit clairement les étapes du test et couvre l'ensemble de la gamme de mesure de l'équipement de test.   

    La procédure d'étalonnage des capteurs de couple s'en écarte.   

    Les capteurs de couple sont étalonnés en continu, par exemple pour exclure les influences dues au fluage à court terme.   

    Comment est réalisé le calibrage de l'angle de rotation ?  

     Lors de l'étalonnage des angles de rotation, on distingue les systèmes de mesure directs et indirects.  

    Les systèmes de mesure directe mesurent l'angle de rotation au moyen, par exemple, d'une balance en verre. Ces capteurs sont installés dans le dispositif d'étalonnage en étant aussi exempts que possible de forces et de contraintes transversales et les différentes séries de mesures sont exécutées pas à pas.  

    Les systèmes de mesure indirecte sont généralement installés dans les clés dynamométriques sous la forme d'un gyroscope. Pour l'étalonnage, en plus de l'angle de rotation, un couple doit également être appliqué et maintenu pendant la mesure.   

    Comment l'étalonnage de la force est-il effectué ?

    La mesure de la force s'effectue dans une machine d'essai des matériaux optimisée pour l'étalonnage, qui présente la rigidité nécessaire et aussi la perpendicularité. Les forces de traction et de compression peuvent être appliquées et maintenues par paliers au moyen de broches montantes et descendantes. Une grande flexibilité dans la sélection des points de mesure caractérise cet étalonnage.  

    Mesure de la force