R. hatterer, Professeur de Physique Appliquée au lycée la Méditerranée de La Ciotat








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V

ariation de d’épaisseur




La différence de pression entraîne la variation de l’épaisseur entre les conducteurs, d’où une variation de la capacité de la cellule.
V
ariation différentielle de capacité

Les pressions P1 et P2 sont transmises par l’intermédiaire d’une huile de silicone à la membrane déformable, ce qui entraîne une variation de la capacité entre les armatures et la membrane déformable.
Avantages et inconvénients

Avantages :

  • Faible masse ;

  • Peu sensible aux accélérations.

Inconvénients :

  • Sensibilité à la température (sauf montage différentiel) ;

  • Sortie haute impédance

    1. Conversion par variation d’inductance

Avantages et inconvénients

Avantages :

  • Faible hystérésis ;

  • Très bonne résolution ;

  • Signal de sortie élevé.

Inconvénients :

  • sensible aux chocs et aux vibrations.

    1. Conversion par effet piézo-électrique

Présentation

L
es structures piézo-électriques utilisées comme corps d’épreuve assurent directement la transformation de la contrainte, produite par l’application d’une force F, en une charge électrique Q.
Des structures piézo-électriques tubulaires ont été développées sous forme de câble coaxial blindé. Elles permettent la mesure de faibles variations de pressions en milieu haute pression ou pour le contrôle de trafic.
Avantages et inconvénients

Avantages :

  • Excellente réponse en fréquence ;

  • Miniaturisation.

Inconvénients :

  • Sensibilité à la température ;

  • Nécessite un câble de liaison de faible bruit.

  1. L
    es capteurs à balance de force ou équilibre de forces


    1. Présentation


D
ans les capteurs de pression à équilibre de force, comme dans une balance, le système contrebalance les effets des forces de pression pour rester dans une position d’équilibre. L’intensité de la réaction du système est proportionnelle aux effets des forces de pression. Dans le cas de la balance, la masse M à l’équilibre est égal à la masse à déterminer. On peut schématiser le fonctionnement des balances à équilibre de force par le schéma blocs suivant :

Le capteur, ainsi que le système peuvent ne pas être linéaire. En effet, à l’équilibre la position est identique quelle que soit la valeur des forces de pression (l’erreur étant négligeable). On peut donc écrire :

M = F / A

    1. Avantages et inconvénients

Avantages :

  • Déformation du corps d’épreuve limitée, ce qui entraîne un faible phénomène d’hystérésis ;

  • Très bonne linéarité.

inconvénients :

  • Prix ;

  • Encombrement.

  1. Mesure de la pression du vide

    1. Présentation

On désigne sous le terme de jauges à vide, les capteurs destinés à la mesure de la pression d’un gaz lorsque celle-ci est inférieure à la pression atmosphérique. Dans le domaine des basses et très basses pressions la grandeur intéressante est la densité de molécules dans le gaz considéré comme homogène et non plus la pression exercée par le gaz.

    1. Différents domaines du vide

On définit plusieurs domaines de vide :




Vide primaire

Vide moyen

Vide poussée

Ultra vide

Domaine de pression (en mb)

103 à 1

1 à 10-3

10-3 à 10-7

< 10-7

    1. Les différents types de jauges à vide

On peut classer les jauges à vide en trois groupes principaux :

  • Les jauges à effet mécanique,

  • Les jauges à effet thermique,

  • Les jauges utilisant une caractéristique électrique du gaz.

Le premier groupe comprend les jauges comportant un corps d’épreuve qui se déforme sous l’effet d’une pression différentielle. (exemple : le tube de Bourdon) Le deuxième groupe comprend les jauges ayants pour corps d’épreuve un élément chauffé dont la température d’équilibre dépend de la pression environnante. Le mesurande15 secondaire est alors la température. Dans le troisième groupe de jauges, la mesure porte directement sur le gaz ; les molécules sont dénombrées à partir du comptage du nombre d’ions qu’elles sont susceptibles de fournir sous la forme d’un courant électrique.

  1. Transmetteurs de pression

    1. Fonction

Le transmetteur de pression peut fournir différents types d’information :

Une pression relative ;

Une pression absolue ;

Une pression différentielle image d’un débit ou d’un niveau.

    1. Canalisations

Lorsqu'elles sont connues, les propriétés corrosives du produit à mesurer doivent être prises en compte lors du choix du matériau de composition des canalisations. La dégradation de canalisations incompatibles avec le produit qui y circule risque de perturber le procédé et de provoquer des blessures graves au personnel. Vérifier que les sections humides du réseau de canalisations sont pleines.

    1. Surcharge

Lors de la mise sous pression, éviter les surcharges et en particulier les coups de bélier. Le dépassement de cette pression est susceptible d'endommager le transmetteur et de provoquer des blessures graves au personnel. La plaque d'identification indique la pression maximale admissible

    1. Montages

Mesures de débits de liquides

  • Monter le transmetteur à coté ou au-dessous des prises d’impulsion.

  • Toutes les canalisations horizontales doivent présenter une pente descendante.

  • Le transmetteur doit être entièrement purgé d’air afin d’éviter les erreurs de mesure.

  • Tous les robinets d’isolement des raccords de pression, doivent être dans une position proche de l’horizontale.

  • E
    ffectuer les branchements de pression sur le coté de la bride dans le débit horizontal.

M
esures de débits de gaz


  • Monter le transmetteur à coté ou au-dessus des prises d’impulsion.

  • Toutes les canalisations horizontales doivent présenter une pente montante.

  • E
    ffectuer les branchements de pression sur le coté de la bride dans le débit horizontal.




Mesures de débits de vapeurs


  • Monter le transmetteur au-dessous des prises d’impulsion.

  • Toutes les canalisations horizontales doivent présenter une pente descendante.

  • Le transmetteur doit être entièrement purgé d’air afin d’éviter les erreurs de mesure.

  • Tous les robinets d’isolement des raccords de pression doivent être dans une position proche de la verticale.

  • Ne pas purger les prises d’impulsion à travers le transmetteur.

  • Rincer les canalisations après avoir fermé les robinets supérieurs.

  • R

    emplir les canalisations d’eau avant de reprendre les mesures.



1 voir document annexe 26PC .pdf

2 Unité S.I.

3 La pression d'un pascal étant relativement faible on utilise de préférence pour la mesure des pressions dans l'industrie son multiple le bar valant 105 pascals.

4 Ancienne unité pratique dont l’usage est à éviter.

5 Pression atmosphérique normale (76cm de mercure à 0°C dans un champ de pesanteur d’intensité g = 9.8066 m/s2).

6 1 gramme par cm2.

7 Pour une densité de mercure de 13,59593.

8 Unité de pression barométrique (millibar).

9 Pouce de mercure.

10 Unité C.G.S.

11 Dans le domaine du vide on désigne 1mmHg comme une unité spécifique le Torr.

12 L’étendue de mesure (E.M.)d’un capteur définit la plage de valeurs du mesurande pour lesquelles le capteur répond aux spécifications du constructeur.

Les limites de cette plage étant mmin et mmax , on pose E.M.= mmax - mmin .

13 span : différence algébrique entre les limites de sortie. span = smax - smin .

14 la sensibilité S(m) d’un capteur, pour une valeur donnée m du mesurande, est égale au quotient de la variation de la sortie électrique s par la variation correspondante du mesurande m. Un capteur est dit linéaire si, dans l’étendue de mesure, la sortie électrique s(m) est fonction linéaire du mesurande m ; sa sensibilité S est alors constante dans cette plage de fonctionnement.

15 L’assignation d’une valeur à une grandeur physique ou chimique est une opération de mesure, la grandeur objet de la mesure étant appelée le mesurande.

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