Pg.15-Ps08a-21 - Étalonnage Des Chaines de Mesure de Pression [PDF]

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Procédure Opératoire Standardisée ÉTALONNAGE DES MANOMÈTRES ET DES TRANSMETTEURS DE PRESSION Direction Technique

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Procédure Opératoire Standardisée

ÉTALONNAGE DES MANOMÈTRES ET DES TRANSMETTEURS DE PRESSION

RÉDIGÉ PAR

NOM

POSTE / DEPARTEMENT

DATE

Azeddine LADJANI

Ingénieur / Technique

17-05-2020

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1.0

Janvier 2015

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INDEX DE TABLE DES MATIÈRES 1.

OBJETIF................................................................................................................................................................... 3

2.

DEMAINE D’APPLICATION............................................................................................................................... 3

3.

RESPONSABILITÉS............................................................................................................................................... 3

4.

DÉFINITIONS/ABRÉVIATIONS......................................................................................................................... 3

5.

DOCUMENT DE RÉFÉRENCE............................................................................................................................ 3

6.

DOCUMENT ASSOCIÉS...................................................................................................................................... 3

7.

GÉNÉRALITÉS........................................................................................................................................................ 4

8.

MÉTHODE D’ÉTALONNAGE............................................................................................................................. 4

9.

MOYENS D’ÉTALONNAGE................................................................................................................................ 4 9.1

GÉNÉRATEUR DE PRESSION......................................................................................................................... 4

9.2

MATÉRIELS......................................................................................................................................................... 4

9.3

FLUIDE D’ÉTALONNAGE................................................................................................................................ 4

10.

PROCESSUS L’ÉTALONNAGE........................................................................................................................... 4

10.1

OPÉRATIONS PRÉALABLES...................................................................................................................... 4

10.2

ASSEMBLAGE................................................................................................................................................ 4

10.3

POINTS D’ÉTALONNAGE.......................................................................................................................... 5

10.4

MÉTHODE DE MESURE............................................................................................................................. 5

10.5

PRISE DE DONNÉES.................................................................................................................................... 5

11

RÉSULTATS............................................................................................................................................................ 6

11.1

DÉTERMINATION DE LA CORRECTION.................................................................................................... 6

11.2

CALCUL D’INCERTITUDE............................................................................................................................... 6

11.2.1 INCERTITUDE TYPIQUE............................................................................................................................ 6 11.2.2 INCERTITUDE ÉLARGIE............................................................................................................................. 6 12

Distribution............................................................................................................................................................. 8

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OBJETIF

Cette procédure définie la méthodologie à suivre pour l’étalonnage des chaines de mesures de pression.

2.

DEMAINE D’APPLICATION

Cette procédure s’applique à l’étalonnage des transmetteurs de pression numérique avec indicateur et des manomètres analogique.

3.

RESPONSABILITÉS

Les ingénieurs techniciens sont responsables de l’application de cette procédure. La direction technique assure le respect de son application. La direction management de la qualité est responsable de la gestion documentaire de cette procédure.

4. DÉFINITIONS/ABRÉVIATIONS Correction

compensation d’un effet systématique connu

Erreur de mesure

différence entre la valeur mesurée d’une grandeur et une valeur de référence

5. DOCUMENT DE RÉFÉRENCE Titre du Document

Document No.

Manomètres - Étalonnage par comparaison directe avec un manomètre de référence

NF ISO 3567 Juin 2013

6. DOCUMENT ASSOCIÉS Titre du Document

Annexes

Document No.

FEUILLE DE DONNEES BRUTES

01

PG.15-PS08A-21-FE01

FEUILLE DE CALCUL

02

PG.15-PS08A-21-FE02

CERTIFICAT D’ETALONNAGE

03

PG.15-PS08A-21-FE03

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GÉNÉRALITÉS

La pression est une grandeur physique qui a plusieurs utilisations dans l'industrie, puisque elle permet de déterminer, de façon directe ou indirecte, plusieurs attributs et variables de processus, par exemple niveau liquides, vitesse d'air,…. Le terme vacuo est utilisé quand la pression est inférieure à la pression atmosphérique. La pression, peut se classer selon les termes suivants :  Pression/vacuo absolu : Pression qui est mesurée, par rapport au zéro absolu de pression. La pression atmosphérique est un exemple de ce type de pression.  Pression différentielle : Pression qui mesure la différence entre la pression en deux points (A-B).  Pression relative : Pression différentielle, quand le point de référence est la pression atmosphérique.  Pression négative : Aussi appelé vacuo relatif. Pression plus petite que la pression atmosphérique.

8.

MÉTHODE D’ÉTALONNAGE

La méthode d’étalonnage employée est une méthode par comparaison. Elle consiste à comparer les indications données par le moyen de mesure à étalonner à celles d’un étalon de référence.

9.

MOYENS D’ÉTALONNAGE 9.1.

GÉNÉRATEUR DE PRESSION

Générateur de pression avec une plage de fonctionnement qui couvre celle de l'étalonnage à développer. Le générateur de pression doit avoir un contrôleur qui permette de bien stabiliser le système. 9.2. MATÉRIELS Raccords, clés d'isolement et tubes adéquats. Il est important de disposer des accessoires nécessaires pour assurer une très bonne étanchéité.

9.3.

FLUIDE D’ÉTALONNAGE

Sauf spécification contraire, le fluide d’étalonnage est l’air/eau. Dans le cas contraire, on devra adopter les mesures nécessaires pour effectuer l’étalonnage avec un autre fluide.

10.

PROCESSUS L’ÉTALONNAGE

10.1. OPÉRATIONS PRÉALABLES Elles ont pour but d’assurer la validité de l’étalonnage ; celles répertoriées ci-après sont recommandées : - s’assurer de l’identification De l’instrument à étalonner ;

- s’assurer de l’absence de défaut mécanique visible (Connexions en mauvais état, aiguille tordue…) ; - s’assurer de la propreté apparente ; - l’environnement des essais doit être stable, si possible, Enregistrer les conditions environnementales pendant le l’étalonnage température et l’humidité relative;

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10.2. ASSEMBLAGE L'instrument à étalonner doit être placé dans sa position normale de travail et le patron doit être, si possible à sa même hauteur pour limiter les variations de la pression dues à la différence de hauteur. En utilisant les accessoires utiles et nécessaires on reliera l'équipement à étalonner au patron et au générateur de pression. Il faut s’assurer qu’aucune fuite n’est possible dans les connexions entre le patron et l’instrument à étalonné. On reliera tous équipements qui interviennent dans l’étalonnage, en suivant les instructions des manuels correspondants et en respectant les temps de stabilisations adéquats. Si possible, le patron sera programmé dans les mêmes unités que l'équipement à étalonner. Pour vérifier que l'assemblage effectué n'a pas de fuites, il faut générer une pression égale à la pression de la pleine échelle sans dépasser la pression maximale du patron ou de l'équipement à étalonner. Ce processus sera effectué deux ou trois fois consécutives. Pendant ce processus, si les lectures ne sont pas stables et diminuent lentement, c’est un indice de l'existence de fuites. Ce processus est aussi nécessaire pour purger l'équipement à étalonner. 10.3. POINTS D’ÉTALONNAGE Sauf indication contraire, on effectuera au moins les paliers suivants : 0%, 25%, 50%, 75% et 100% de la plage d’utilisation de l'instrument à étalonner Une mesure ascendante et descendante sera réalisée : C'est à dire d'une manière croissante, en augmentant la pression, et une autre de manière décroissante. Pour que les séries de mesures soient comparables, le point d’étalonnage doit être maintenu fixe. Il devra clairement être indiqué dans la feuille de prise de données brutes que l’indication fixée est celle du patron ou celle de l'équipement à étalonner. 10.4.

MÉTHODE DE MESURE

 À l'aide du générateur de pression, générer des pressions jusqu’à atteindre les valeurs souhaitées  Ajuster avec la manette de contrôle de pression,  Une fois la valeur du manomètre à étalonner atteinte, noter sur la feuille de donner brutes les valeurs lue sur le patron. Dans ce cas la valeur de pression désirée sera adaptée avec l'indication du manomètre, la valeur nominale de l’étalonnage devra coïncider avec l'indication de l'équipement à étalonner. Répéter ces opérations pour chaque point d’étalonnage, toujours en sens ascendant, jusqu'à obtenir la valeur maximale, puis on effectuera le processus en sens inverse, de façon décroissante, jusqu'à obtenir la valeur minimale. Sauf indication contraire, on effectuera 1 ou 2 séries de mesures, en suivant les cycles définis ascendant et descendant. Au total de 2 valeurs minimum pour chaque point seront réalisées. 10.5.

PRISE DE DONNÉES

Les valeurs obtenues seront reprises dans une feuille de donner brutes. Il sera annoté dans les cases correspondantes si les valeurs correspondent au patron ou à l'équipement à étalonner. Les valeurs indiquées par le patron, s'il est possible, seront enregistrées avec un chiffre significatif plus que ceux de l'équipement à étalonner. A USAGE INTERNE SEULEMENT / REPRODUCTION INTERDITE

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Pour l’étalonnage des manomètres analogiques, la lecture sera effectuée en le vibrant pour éviter des erreurs produites par des frictions métalliques. Une fois finie et avant de démonter l'assemblage il convient d'analyser les données obtenues pour refaire les points douteux.

11.

RÉSULTATS

Pour chacun des points d’étalonnage on déterminera la correction et l'incertitude développée de la mesure. On utilisera la feuille de calculs PR3MQ5.5_TMP_02. S'il est possible, les valeurs de correction et l’incertitude seront enregistrées avec un chiffre significatif de plus que celles montrées par l'équipement à étalonner. 11.1. Où :

   

DÉTERMINATION DE LA CORRECTION C= (P ref_i+ cal) – (Px_i+ Px, res+ Px, his)

P ref : Pression indiquée par le patron. cal : Correction du patron en prenant en compte l'incertitude d’étalonnage. Ils n'interviennent pas dans le calcul de la correction, mais entre dans le calcul de l'incertitude. P xi : Pression indiquée par l'équipement à étalonner Il correspond à la valeur moyenne des pressions indiquées par l'équipement à étalonner.

P  

1 n  Pi n i 1

Près cette correction tient compte de la résolution de l'équipement à étalonner. Il n'intervient pas dans le calcul de la correction, mais oui dans le calcul de l'incertitude. Px, his, cette correction est l’erreur de l’hystérésis de l'équipement à étalonner. Elle n'intervient pas dans le calcul de la correction, mais oui dans le calcul de l'incertitude.

En définitive, la correction dans chaque point d’étalonnage est déterminée comme : Correction = Pref – Px

11.2. CALCUL D’INCERTITUDE La détermination de l'incertitude type de la mesure est déterminée conformément au document EA-4/02.

11.2.1.

INCERTITUDE TYPIQUE

u 2 (C )  u 2 ( Pcal )  u 2 ( Px )  u 2 ( Px , res )  u 2 ( Px , his ) Avec  u (Pcal) Incertitude du patron utilisé. Elle est obtenue à partir données du certificat d’étalonnage du patron. u (tref) = U/k   

U correspond à l'incertitude développée, indiquée dans le certificat d’étalonnage du patron. Au cas où le point d’étalonnage ne coïncide pas avec une valeur du certificat, on utilisera la valeur la plus grande du rang dans lequel le patron est utilisé K correspond au facteur de couverture, indiqué dans le certificat d’étalonnage du patron u (Px, res) Incertitude ou la résolution de l'équipement à étalonner. u (Px,res)=Résolution/12. A USAGE INTERNE SEULEMENT / REPRODUCTION INTERDITE

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u (Px,) Incertitude donnée des mesures Px.

Il correspond à l'expression suivante. 

s

u (px,)=s/n. correspond à la déviation type des 4 ou 6 mesures effectuées dans chaque point. n

s

 Pi  P i 1

n 1 1 n  Pi n i 1



P

Valeur moyenne de la pression



n

correspond au nombre de mesures effectuées dans chaque point (4 ou 6 mesures)



u (Px, his)

P

Incertitude de l’hystérésis des mesures Px. u (Px, his) = Hystérésis/12.



L’hystérésis dans chacun des points sera calculée, comme His  P acédant  P déscendant

Avec :  

P Ascendant : Correspond à la valeur moyenne des pressions indiquées par l'équipement à étalonner dans le sens croissant P Descendant : Correspond à la valeur moyenne des pressions indiquées par l'équipement à étalonner dans le sens descendant.

11.1.1 INCERTITUDE ÉLARGIE L'incertitude élargie de la mesure est obtenue en multipliant l'incertitude type par le facteur de couverture k=2, pour une distribution normale, lequel correspond à une probabilité de couverture approximativement de 95%.

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TABLEAU RÉSUMÉ CALCUL INCERTITUDE Magnitude

Estimation

P ref

Pref

Incertitude type -

0

U/k

Rectangulaire

1

u (Pcal)

s/n

Normal

-1

u (Px)

0

R/12

Rectangulaire

-1

- u (res)

0 Pref-Px

His/12

Rectangulaire

-1 u (C)=

- u (his) (u(Pcal)2+ u(Px) 2+ u(res) 2+ u(his) 2)

U=k*u (C)=

2 * u(c)

P cal P(x) P P (x, res) P (x, his) C

12.

n

1  Pi n i 1

Distribution de probabilité

Cœff. de sensibilité

Contribution à l’incertitude

DISTRIBUTION

Direction générale Direction management de la qualité Direction technique

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