Cours de M.I.T.A.
Cours de première année
Métrologie
Capteurs et transmetteurs
Capteur de position
Capteur de pression
Capteur de débit et de niveau
Capteur de température
La vanne de réglage
Métrologie
Généralités sur la mesure
Définitions
La mesure (x)
Le mesurage
La mesurande
La grandeur (X)
L'incertitude (dx)
Erreur absolue (e)
Erreur relative (er)
Le système d'unités internationales et ses symboles
Unités de base
Unités de complémentaires
Unités dérivées
Formation des multiples et sous multiples des unités
Multiples
Sous multiples
Liens entre les unités S.I. et celles employées dans d'autres pays (USA)
Complément sur les unités SI :
http://www.quartier-rural.org/smd-si/index.html
Métrologie et qualité
Les problèmes de certification qualité, dans le domaine de la métrologie
Rappels sur les normes qualités I.S.O. 9000
l'ISO-9000
l'ISO-9001
l'ISO-9002
l'ISO-9003
l'ISO-9004
L'organisation d'une chaîne d'étalonnage
Étalon primaire
Étalon de référence
Étalon de transfert
Étalon de travail
Les différentes erreurs possibles
Les erreurs systématiques
Les erreurs aléatoires
Les erreurs accidentelles
Les types d'erreurs classiques
L'erreur de zéro (offset)
L'erreur d'échelle (gain)
L'erreur de linéarité
L'erreur due au phénomène d'hystérésis
L'erreur de mobilité
Chaîne de mesure ses caractéristiques
Principe d'une chaîne de mesure
Étendue de mesure
pleine échelle
Rangeabilité
Courbe d'étalonnage
Sensibilité
gain (en dB)
Classe de précision
Résolution
Finesse
Rapidité, temps de réponse
Bande passante
Grandeur d'influence et compensation
Traitement statistique des mesures
valeur moyenne
écart-type
loi normale
loi de Gauss
Fidélité, justesse, précision
La fidélité
juste
précis
Propagation des erreurs
Les produits
Les quotients
Les sommes
Les soustractions
Capteurs et transmetteurs
Définitions
Le capteur
Capteur actif
Capteur passif
Corps d'épreuve et Capteurs composites
Capteur intégré
Conditionnement du signal pour les capteurs passifs
Variation d'amplitude
Linéairisation de la mesure
Élimination de la composante permanente de la tension de mesure
Variation de fréquence
Conditionneur de capteur actif
Adaptateur de la source à la chaîne de mesure
Réglage du zéro (offset)
Réglage de l'échelle (gain)
Fonctions, symbolisation
Fonctions
Symbolisation (d'après la norme NF E 04-203)
Classification des signaux
Signal analogique
Signal continu
Forme
Fréquentiel
Signal Numérique
Tout ou rien (TOR)
Train d'impulsion
Echantillonnage
Le Transmetteur
Le rôle du transmetteur
Le transmetteur "intelligent"
Ses nouvelles fonctionnalités
Avantages métrologique du transmetteur "intelligent"
Avantages à la configuration et maitenance
Structure d'un transmetteur "intelligent"
Évolution des capteurs
le bus de terrain.
Profibus
Fieldbus
WoldFip
Capteurs de position
Présentation
Capteurs analogiques
Présentation
Potentiomètre résistif
Rappel de physique
Principe de fonctionnement
Applications
Capteurs capacitifs
Rappel de physique
Principe de fonctionnement
Domaine dutilisation
Capteurs inductifs
Rappel de physique
Principes de fonctionnement
Inductance variable
Transformateur différentiel (L.V.D.T.)
Le résolveur
Applications
Les codeurs rotatifs
Fonction d'un codeur de position rotatif
Le codeur incrémental
Principe de fonctionnement
la résolution
Détermination du sens de rotation
Exploitation des voies A et B
Élimination des parasites
Le codeur absolu
Principe de fonctionnement
MSB
LSB
Codes délivrés par un codeur absolu
code Gray
Codeur absolue simple tour /Codeur absolue multi-tour
Choix des étages de sorties
Comparaison des deux concepts codeur incrémental et codeur absolu
Avantages
Inconvénients
Capteurs de pression
Définitions
Définition de la pression
Les différentes unités de pression
pascal (Pa)
bar (b)
atmosphère
Définition des pressions
La pression atmosphérique
La pression relative
La pression absolue
Le vide
Pression pour les fluides (liquide et gaz)
Pression hydrostatique
Pression due à des forces extérieures
Pression hydrodynamique
Manomètres hydrostatiques
Définition de la fonction remplie
Manomètre à tube en U
Mesure de la pression atmosphérique
Baromètre de Torricelli
Problème de la capillarité
Définition
Cas de liquides manométriques
ascension capillaire
Dépression capillaire
Loi de Jurin
Avantages et inconvénient des manomètres à tubes
Avantages
Inconvénients
Domaine demploi
Manomètres à déformation de solide
Le manomètre à tube de Bourdon
Fonctionnement
Utilisation
Avantages et inconvénients
Manomètre à membrane
Fonctionnement
Utilisation
Manomètre de pression absolu
Fonctionnement
Utilisation
Manomètre à capsule
Fonctionnement
Utilisation
Manomètres pour pression différentielle
Fonctionnement
Utilisation
Les procédés de conversion
Conversion par variation de résistance
Jauges dextensiométrie
Jauges piézo-résistives
Jauges à fils tendus
Conversion par variation de capacité
Variation de dépaisseur
Variation différentielle de capacité
Avantages et inconvénients
Conversion par variation dinductance
Avantages et inconvénients
Conversion par effet piézo-électrique
Présentation
Avantages
Inconvénients
Les capteurs à balance de force ou équilibre de forces
Présentation
Avantages et inconvénients
Mesure de la pression du vide
Présentation
Différents domaines du vide
Les différents type de jauges à vide
Transmetteurs de pression
Fonction
Canalisations
Surcharge
Montages
Mesures de débits de liquides
Mesures de débits de gaz
Mesures de débits de vapeurs
Capteurs de vitesse, de débit et de niveau
Généralités
Définitions
Débit
Viscosité
Notions de mécanique des fluides
Caractéristiques d'un écoulement
Régime laminaire et Régime turbulent
laminaire
turbulent
Influence de la viscosité
Vitesse des fluides
Anémomètre à fil ou film chaud
Présentation
Montages de mesures
Domaine d'utilisation
Vitesse du son Ma
Anémomètre ionique
Présentation
Montage de mesure
Domaine d'utilisation
Anémomètre à coupelle, à hélice ou à turbine
Présentation
Montage de mesure
Domaine d'utilisation
Mesures par tube de Pitot
Mesure de débit (Tube de Venturi)
Débitmètre
Débitmètre électromagnétique
Rappel
Présentation
Montage de mesure
Caractéristiques métrologiques
Étendue de la mesure
Débitmètres à organe déprimogène
Présentation
Caractéristiques métrologiques
Rotamètre - Débitmètre à ludion
Présentation
Caractéristiques métrologiques
Débitmètre à palette
Présentation
Débitmètres à tourbillon de Karman
Présentation
Caractéristiques métrologiques
Débitmètres ultrasoniques
Présentation
Caractéristiques métrologiques
Débitmètre massique thermique
Présentation
Caractéristiques métrologiques
Mesure et détection de niveau
Méthodes hydrostatiques
flotteur
plongeur
capteur de pression
Méthodes électriques
Capteurs conductimètriques
Capteurs capacitifs
Méthodes basées sur l'utilisation de rayonnements
Mesure de niveau par absorption de rayonnement gamma
Mesure de niveau par ondes acoustiques
Capteurs de température
Les différentes unités de température
Thermodynamique
Les échelles de température
Kelvin (K)
Celsius (°C)
Rankin (°R)
Fahrenheit (°F)
Thermomètres à dilatation
Présentation
Thermomètres à dilatation de liquide
Description
Loi de variation
Liquide thermométrique
Nature de l'enveloppe
Colonne émergente
Thermomètres à dilatation de gaz
Rappels
Principe
Thermomètres à tension de vapeur
Définition
tension de vapeur
Principe
Thermomètres à dilatation de solide
Principe
Bilame
Pyromètre linéaire
Thermomètres électriques
Présentation
Structure fonctionnelle d'un capteur électrique
Thermomètres à résistance et à thermistance
Thermomètres à résistance
Thermomètres à thermistance
Influence du courant de mesure
Couples thermoélectriques
Principes
Application
Couples thermoélectriques
Câbles de compensation
Méthodes de mesure
Comparaison thermocouple / Résistance ou thermistance variable
Les pyromètres optiques
Présentation
Principes physiques
Lois du rayonnement thermique du corps noir
Rayonnement thermique d'un corps réel
Principes généraux des pyromètres optiques
Le pyromètre optique à disparition de filament
Pyromètres bichromatiques
Pyromètres mesureurs d'énergie
La vanne de réglage
Généralité
Situation
Fonction de la vanne de réglage
Contraintes dues au fluide et à l'environnement :
Éléments constituants la vanne de réglage
Technologie des différents corps de vanne
Clapet simple :
Clapet double :
Clapet à cage :
Clapet papillon
Clapet Saunders
La capacité de débit Cv
Cavitation et vaporisation
Variation de la pression statique à travers une vanne
Cavitation
Vaporisation
Conséquences pratiques
Calcul de Cv
Cv équivalent de plusieurs vannes en parallèle
Cv équivalent de plusieurs vannes en série
Influence des convergents-divergents
Liquides visqueux, écoulement laminaire
Cas des gaz
Caractéristiques des vannes de régulation
Caractéristique intrinséque de débit
Débit linéaire PL
Débit égal en pourcentage EQP
Débit tout ou rien PT
Caractéristique installée
Position de la vanne en cas de manque d'air
Un choix à effectuer
Cas des servomoteurs à diaphragme, a piston simple effet
Cas des servomoteurs à piston double effet
Maintien de la vanne régulatrice de position