Étalonnage et métrologie · Calibrateurs de pression
Calibrateur de pression sur batterie, pompe à main intégrée, alimentation de boucle de 24 VDC, la pression et le courant lus ensemble du vide à 60 MPa.
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Un calibrateur de pression est l’étalon d’une comparaison, non l’instrument à vérifier. Il génère ou mesure une pression de valeur connue afin qu’un autre instrument puisse y être confronté, et tout l’exercice dépend du fait que le calibrateur soit plus exact que l’instrument contrôlé d’une marge que le système qualité accepte. L’instrument présenté sur cette page fait ce travail sur site, avec une pompe à main intégrée, une alimentation de boucle de 24 VDC et une batterie annoncée à 15 heures par charge.
La pression et le courant sont visibles ensemble sur un même afficheur, ce qui rend l’instrument utile pour un transmetteur à deux fils : la pompe applique la pression pendant que le calibrateur alimente la boucle et lit le courant renvoyé par le transmetteur, si bien qu’un point de vérification et le signal qui lui correspond se lisent en même temps plutôt qu’en deux fois.
Le capteur du calibrateur est l’étalon de la comparaison, et son exactitude est rattachée à un étalon national par une suite de comparaisons. Le document indique que cet instrument a été vérifié selon JJG875-2005 avec un résultat conforme en classe 0,05. Ce qu’un procès-verbal enregistre, c’est l’état du capteur au moment de la comparaison, et c’est pour cela que l’incertitude du calibrateur entre dans l’incertitude de chaque contrôle réalisé avec lui, et que l’intervalle de réétalonnage compte autant que le chiffre d’exactitude.
La pression est générée par la pompe à main puis ajustée au point contrôlé. La pompe de cet instrument couvre -90 kPa à 1,6 MPa et atteint un vide de 95 %, et un réglage volumétrique permet d’amener la pression à une valeur sans la dépasser. Sur les cinq étendues pneumatiques, la lecture résout 10 Pa, ce qui permet de poser un point de vérification fin plutôt que de seulement l’approcher.
Le côté électrique travaille en parallèle. Le panneau arrière fournit 24 VDC à l’instrument à vérifier et des bornes pour son courant, si bien qu’un transmetteur peut être alimenté et lu par l’instrument même qui applique la pression. L’afficheur montre la pression, le courant, et le courant en pourcentage de l’étendue de 4-20 mA.
L’étendue de pression vient en premier, et elle doit couvrir l’instrument à vérifier sans travailler en bas de sa propre étendue, là où l’incertitude relative est la plus grande. Les étendues pneumatiques vont d’une étendue de 250 kPa jusqu’à 4 MPa, l’étendue composée franchit le zéro jusqu’à -95 kPa, et les étendues hydrauliques montent jusqu’à 60 MPa. Un instrument vérifié sur toute sa propre étendue demande un calibrateur dont l’étendue l’encadre, pas seulement un calibrateur qui atteint sa valeur maximale.
L’exactitude vient en second, et la façon dont elle est exprimée compte autant que sa taille. Cet instrument porte une classe 0,05, avec une exactitude de pression annoncée à 0,1 % et 0,05 % du fond d’échelle, si bien qu’il faut établir le chiffre qui s’applique à une étendue précise avant de calculer un rapport d’exactitude contre l’instrument à vérifier. Là où celui-ci est spécifié à 0,5 % du fond d’échelle il y a de la marge ; là où il est spécifié à 0,1 %, le choix de l’étendue et l’exactitude de cette étendue décident si la vérification a un sens.
Reste la méthode de génération. La génération pneumatique convient aux pressions plus basses et à un gaz propre et sec. La génération hydraulique, avec de l’eau pure dans le godet fourni, est employée au-dessus de 4 MPa parce qu’un gaz comprimé à ces pressions emmagasine trop d’énergie pour être relâché sans risque, et elle coûte de la résolution : 1 kPa plutôt que 10 Pa.
Deux détails séparent un calibrateur simple à utiliser d’un calibrateur qui ne l’est pas. Le premier est la vanne de commutation positif-négatif, montée sur les petites étendues et pas sur les instruments plus grands, qui ont un seul orifice de sortie. Un travail en étendue composée demande donc le plus petit instrument, et la vanne doit être à la bonne position avant que la pression soit appliquée plutôt qu’après. Le second est que c’est un système statique : la pression retombe assez vite une fois qu’elle est au fond d’échelle, si bien que la démarche consignée consiste à monter au-delà du point jusqu’à ce que l’alarme de dépassement tienne, attendre deux à trois minutes la stabilisation du relevé, puis régler lentement en montant et en descendant quelques fois.
Ce sont aussi deux raisons de respecter le fluide. La membrane du capteur est mince, si bien qu’aucune particule solide ne doit entrer dans l’orifice de sortie de pression, et aucun liquide ne doit être aspiré dans le circuit pneumatique lors d’un travail en vide, car l’un ou l’autre peut terminer le capteur plutôt que la mesure.
La capacité de surcharge est de 1,2 à 1,5 fois la limite supérieure de l’étendue, avec une alarme de dépassement sonore et visuelle, et cette alarme est là pour être écoutée plutôt que tolérée : au-delà de la limite, le capteur peut être endommagé de façon permanente. La pression de travail demande le même soin dans l’autre sens, puisqu’un calibrateur utilisé très bas dans sa propre étendue rend une incertitude relative plus forte au point vérifié.
L’environnement est limité à 80 % d’humidité relative ou moins, et l’étendue de température de service n’est pas indiquée dans le document, si bien qu’un site chaud ou froid est une question pour la demande. Lorsque l’étalonnage est réalisé en laboratoire avec une source de pression externe, un appareil de paillasse à module d’étalon interchangeable peut couvrir plus d’étendues qu’un portatif à pompe à main, et lorsque le besoin est un enregistrement plutôt qu’un contrôle, la documentation doit être établie avant que l’instrument soit choisi.
L’instrument n’est pas non plus une source de pression pour une épreuve. Maintenir un tronçon de tuyauterie à une pression d’épreuve pendant des heures et générer un point de vérification sont deux services différents avec des besoins différents, et une pompe d’épreuve est l’instrument du premier.
Un devis demande l’étendue et le fait qu’un fonctionnement pneumatique ou hydraulique est requis, le raccordement sur l’instrument à vérifier, l’arrangement électrique de cet instrument si son courant doit être lu, et la nécessité ou non d’un certificat d’étalonnage et selon quelle exactitude. Si l’instrument doit être vérifié selon un texte nommé, indiquez lequel, parce que la vérification se fait contre un texte plutôt que contre une valeur d’exactitude dans l’abstrait.
Chaque valeur ci-dessous provient de la documentation source. Lorsqu'un paramètre n'est pas indiqué dans les documents disponibles, il est marqué comme information requise plutôt qu'estimé.
| Étendues pneumatiques | -95 kPa à 250 kPa ; 0-1,6 MPa ; 0-2,5 MPa ; -95 kPa à 2,5 MPa ; 0-4 MPaStandard |
|---|---|
| Étendues hydrauliques | 0-16, 0-25, 0-40 et 0-60 MPaStandard |
| Exactitude de base | Classe 0,05Standard |
| Exactitude de pression | 0,1 % et 0,05 % du fond d'échelle tous deux annoncés - voir la note sur le lien entre les deux valeursInformation requise |
| Exactitude du courant | 0,05 % ±1 chiffreStandard |
| Résolution en pression | 10 Pa au minimum sur les étendues pneumatiques ; 1 kPa au minimum sur les étendues hydrauliquesStandard |
| Résolution en courant | 1 µA au minimumStandard |
| Étendue de mesure du courant | 0-22 mAStandard |
| Capacité de surcharge | 1,2 à 1,5 fois la limite supérieure de l'étendueStandard |
| Vérification | Le document indique que l'instrument a été vérifié selon JJG875-2005 avec un résultat conforme en classe 0,05 ; le numéro de certificat et l'organisme émetteur ont été retirés à la sourceStandard |
| Étendue de la pompe à main | -90 kPa à 1,6 MPaStandard |
|---|---|
| Taux de vide | 95 %Standard |
| Étanchéité de la pompe | IP54Standard |
| Réglage fin | Réglage volumétrique, pour atteindre un point de vérification définiStandard |
| Raccordement de l'instrument à vérifier | Filetage interne M20×1,5Standard |
| Vanne de commutation positif-négatif | Montée sur les petites étendues ; les instruments plus grands ont un seul orifice de sortie et pas de vanne de commutationStandard |
| Fonctionnement hydraulique | Nécessite de l'eau pure dans le godet fourni ; résolution de 1 kPa plutôt que 10 PaStandard |
| Alimentation de boucle | Sortie de 24 VDC depuis le panneau arrièreStandard |
|---|---|
| Bornes d'entrée de courant | Transmetteur + et -, avec COM, pour un instrument à vérifier à deux filsStandard |
| Communications | Port RS-232 sur le panneau arrière ; le protocole n'est pas indiquéInformation requise |
| Recharge | Entrée de 12 V continu ; l'alimentation externe fonctionne sur 220 VAC, avec un voyant de charge passant du rouge au vertStandard |
| Autonomie de la batterie | Une charge annoncée à 15 heures de fonctionnementStandard |
| Conseils de stockage | Recharger tous les trois mois si l'instrument reste inutilisé, et arrêter la recharge lorsque le voyant passe au vertStandard |
| Humidité relative | ≤ 80 %Standard |
|---|---|
| Boîtier | Décrit comme métallique ; aucune classe indiquéeInformation requise |
| Étendue de température de service | Information requiseInformation requise |
| Afficheur | LCD avec rétroéclairage ; touches marche/arrêt, zéro, pression, courant, rétroéclairage et EntréeStandard |
| Modèle | Configuration | Plages de mesure clés | Disponibilité |
|---|---|---|---|
| Micro-pression | -95 kPa à 250 kPa, résolution de 10 Pa | Équipée de la vanne de commutation positif-négatif | Étendue composée de part et d'autre de la pression atmosphérique |
| Basse pression | 0-1,6 MPa et 0-2,5 MPa, résolution de 10 Pa | Un seul orifice de sortie ; pas de vanne de commutation | Services pneumatiques sur air comprimé et gaz |
| Étendue composée | -95 kPa à 2,5 MPa, résolution de 10 Pa | Un seul orifice de sortie ; pas de vanne de commutation | Franchit le zéro sur une large étendue |
| Moyenne pression | 0-4 MPa, résolution de 10 Pa | Un seul orifice de sortie ; pas de vanne de commutation | Le sommet de l'étendue pneumatique |
| Hydraulique | 0-16, 0-25, 0-40 et 0-60 MPa, résolution de 1 kPa | Nécessite de l'eau pure dans le godet | Pressions plus élevées, où un fluide compressible emmagasinerait trop d'énergie pour être sûr |
Les certifications ne sont publiées qu'une fois une copie du certificat disponible ; cette section est donc volontairement vide plutôt que remplie d'approbations supposées. Indiquez-nous les approbations exigées par votre application et nous confirmerons ce qui est disponible pour cet instrument.
Les éléments suivants sont nécessaires à une spécification complète mais ne figurent pas dans la documentation qui nous a été fournie. Ils sont listés plutôt qu'estimés :
Une exactitude meilleure que celle de l'instrument à vérifier, d'une marge que le système qualité accepte, et c'est le rapport entre les deux incertitudes qui décide si l'exercice a un sens. Lorsqu'un calibrateur n'est que légèrement meilleur que l'instrument contrôlé, un résultat apparent de réussite ou d'échec à la limite de tolérance n'est pas fiable, parce que les deux incertitudes recouvrent la tolérance elle-même. Cet instrument est annoncé en classe 0,05, avec une exactitude de pression exprimée à 0,1 % et 0,05 % du fond d'échelle ; pour un transmetteur spécifié à 0,5 % du fond d'échelle le rapport est confortable, pour un transmetteur spécifié à 0,1 % il ne l'est pas, et il faut alors établir d'abord l'exactitude de l'étendue commandée.
Parce que le document donne à la fois une classe et une paire de limites d'erreur. Une classe est définie par un texte de vérification, et l'instrument du document a été vérifié selon JJG875-2005 en classe 0,05 ; 0,1 % et 0,05 % du fond d'échelle sont des limites d'erreur exprimées par rapport au fond d'échelle. On n'a pas établi si le chiffre de 0,1 % décrit une autre étendue du même instrument ou un autre niveau d'exactitude, donc les deux sont publiés tels qu'ils apparaissent, et le chiffre d'une étendue donnée est confirmé au moment du devis. Les deux ne sont pas moyennés en un seul nombre.
Seulement si l'instrument à vérifier est un instrument de haute pression. Les étendues pneumatiques vont jusqu'à 4 MPa et utilisent l'air, qui est propre, facile à purger et adapté à ces pressions. Au-dessus, l'instrument utilise l'eau, parce qu'un gaz comprimé à ces pressions emmagasine beaucoup d'énergie et qu'une fuite ou un joint qui cède la libère d'un coup. Les étendues hydrauliques demandent de l'eau pure dans le godet et donnent une résolution de 1 kPa plutôt que 10 Pa, si bien qu'un instrument hydraulique n'est pas l'outil le plus fin pour un travail à basse pression et qu'un instrument pneumatique ne doit pas être porté à haute pression.
Le calibrateur fournit 24 VDC au transmetteur et lit le courant que le transmetteur renvoie, pendant que la pompe à main applique la pression. Les deux valeurs apparaissent ensemble à l'afficheur, si bien que la pression peut être amenée au point de vérification avec le réglage fin et le courant correspondant lu directement, en milliampères ou en pourcentage de l'étendue. Le transmetteur se raccorde aux bornes + et - avec le commun, qui est l'arrangement à deux fils habituel ; un appareil à quatre fils se raccorde autrement, et il faut le préciser à la demande.
L'étendue nécessaire, et le fait qu'un fonctionnement pneumatique ou hydraulique est requis, puisque les deux ne couvrent pas les mêmes pressions. Puis le raccordement de pression de l'instrument à vérifier, l'arrangement électrique de cet instrument si son courant doit être lu, la nécessité ou non d'un certificat d'étalonnage et selon quelle exactitude, et les conditions du site si elles sortent de la limite d'humidité publiée. Si l'instrument doit être vérifié selon un texte précis, indiquez-le, parce que la vérification se fait contre un texte nommé plutôt que contre une valeur d'exactitude en général.
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