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Capteurs de pression
Les capteurs de pression mesurent la valeur de process de la pression et la convertissent en un signal qui est ensuite réutilisé. La mesure de la pression au fond de réservoirs/de cuves permet aussi de détecter le niveau de remplissage de liquides. Nos capteurs de pression sont à mesure relative. En savoir plus
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Tout savoir sur les capteurs de pression
À quoi sert un capteur de pression ? Quels en sont les caractéristiques, avantages et inconvénients ? Comment fonctionne la mesure de pression et quels sont les principes de mesure existants ? Quand utilise-t-on des capteurs de pression ? Vous trouverez les réponses à ces questions dans la section ci-dessous, qui comprend aussi un tableau de conversion des unités de pression.
Que décrit la grandeur de mesure qu’est la pression et quels sont les types de pression ?
La pression est une grandeur de mesure physique. Elle décrit la force en Newton qui s’exerce verticalement sur une aire d'un mètre carré (p=FN*A). L’unité SI de la pression est le pascal. Dans l’industrie, on utilise toutefois plus souvent le bar, avec la règle de conversion suivante : 1 bar = 100 000 Pascal. Vous trouverez un tableau de conversion des unités de pression plus bas.Les indications de pression se rapportent toujours à une valeur de référence. La pression mesurée correspond à la différence entre le résultat de mesure et la pression de référence. On fait la différence entre trois types de pression : la pression absolue, la pression relative et la pression différentielle.
Pression différentielle, absolue ou relative ?
Pression relative
La pression relative correspond à la pression mesurée en fonction de la pression ambiante réelle. Sur Terre, la pression atmosphérique est de 1,013 bar. Cette pression est obtenue avec le poids des masses d’air qui appuient sur la surface de la Terre. La pression atmosphérique varie en fonction de l’altitude, raison pour laquelle il faut compenser la pression quand on mesure la pression relative.
Pression différentielle
La pression différentielle décrit le rapport entre deux pressions système différentes, par exemple la différence entre deux récipients sous pression.
Pression absolue
La pression absolue indique la pression par rapport à un vide idéal, c’est-à-dire un espace sans air avec une pression de zéro bar.
Qu’est-ce qu’un capteur de pression et à quoi sert-il ?
Un capteur de pression, aussi appelé « transmetteur de pression », mesure la grandeur physique qu’est la pression et la convertit en signal électrique traité plus en aval. Les capteurs de pression autosen mesurent la pression relative. On fait la différence entre les capteurs de pression électroniques, les transmetteurs de pression électroniques et les pressostats électroniques.Capteurs de pression électroniques
Les capteurs de pression autosen mesurent la pression et l’émettent sous forme de signal analogique de 4 à 20 mA. En complément, ils sont dotés de deux sorties de commutation qui émettent un signal de commutation binaire quand des valeurs limites prédéfinies sont dépassées ou non atteintes, en qualité de contact normalement ouvert ou normalement fermé. Ils disposent d'un affichage des valeurs mesurées, qui permet aussi de les paramétrer. Nous vous proposons des capteurs avec IO-Link pour les plages de pression comprises entre -1 et 400 bar.Pressostats électroniques
Les pressostats conviennent à la surveillance des valeurs limites de pressions système. Ils fournissent un signal de commutation binaire quand une pression système prédéfinie est dépassée ou non atteinte. Ceci permet de garantir que les pressions système critiques sont toujours dans la bonne plage de pression. Les pressostats autosen sont dotés de deux sorties de commutation ambivalentes pour des plages de mesure comprises entre 0 et 400 bar.Transmetteurs de pression électroniques
Les transmetteurs de pression électroniques indiquent la pression mesurée sous forme de signal continu. Ils enregistrent la grandeur physique et la transforment en signal standard analogique. Chez autosen, nous vous proposons des transmetteurs de pression avec sortie analogique de 4 à 20 mA pour des plages de mesure comprises entre 0 et 400 bar.Construction des capteurs de pression
Quel que soit le principe de mesure, la construction des capteurs de pression est la même. Le capteur est installé avec un raccord process de manière à ce que le fluide entre en contact avec la cellule de mesure et que la pression de process agisse sur la cellule de mesure. La cellule de mesure transforme la pression en grandeur électrique, qui est ensuite convertie en signal standard dans le système électronique d’évaluation intégré. Le capteur émet la valeur mesurée par la connexion électrique qui l’alimente également avec la tension de service requise.Comment fonctionne un capteur de pression ?
Les capteurs de pression utilisent des principes d’action différents pour mesurer la pression. On trouve notamment des capteurs de pression :- piézo-résistifs,
- piézo-électriques,
- capacitifs et
- inductifs.
La construction et le fonctionnement sont très similaires quel que soit le principe de mesure utilisé. Une membrane sépare deux systèmes avec des pressions différentes. La différence de pression déforme cette membrane. Cette déformation autorise la mesure de la pression.
Les capteurs de pression autosen utilisent des principes de mesure piézo-résistifs et capacitifs. Les cellules de mesure à couche épaisse en acier inoxydable se caractérisent par une construction solide et compacte alors que les cellules de mesure capacitives en céramiques sont particulièrement durables.
Les capteurs de pression autosen utilisent des principes de mesure piézo-résistifs et capacitifs. Les cellules de mesure à couche épaisse en acier inoxydable se caractérisent par une construction solide et compacte alors que les cellules de mesure capacitives en céramiques sont particulièrement durables.
Principe de mesure capacitif céramique
La cellule de mesure capacitive en céramique est composée d'une membrane céramique et d’un corps de base. Les deux éléments comportent des électrodes qui, ensemble, forment un condensateur et un condensateur de référence. La membrane est déformée par la pression exercée, ce qui rapproche les électrodes l’une de l’autre et modifie la capacité. Cette variation de capacité est convertie en signal électrique, compris entre 4 et 20 mA chez autosen, dans le système électronique.
Couche épaisse en acier inoxydable ou pont de Wheatstone
La cellule de mesure à couche épaisse en acier inoxydable est composée d'une membrane en acier inoxydable câblée sur quatre résistances électriques pour former un pont de Wheatstone. Quand on installe le capteur dans un système sous pression, la membrane se bombe. Les résistances électriques sont installées de manière fixe sur la membrane et se déforment donc aussi. Ceci modifie la résistance électrique. Le changement de résistance est mesuré dans le pont de Wheatstone. Le système électronique convertit la valeur mesurée en signal standard, de 4 à 20 mA chez autosen.
Avantages/caractéristiques d'un capteur de pression
Parce qu’il existe plusieurs types de cellules de mesure, des fonctions de sortie variées et de nombreux designs de corps, les transmetteurs de pression conviennent à tous les processus industriels requérant des informations précises sur la pression de gaz ou liquides.Précisions extrêmes, qualité haut de gamme
Ils sont très précis et peuvent augmenter la productivité tout en réduisant les coûts grâce à une mesure précise de la pression. Même dans des conditions extrêmes et avec des pressions très élevées, ils travaillent avec autant de fiabilité que de précision.
Insensibles aux pics de pression
Les capteurs de pression autosen résistent aux coups de bélier dynamiques, garantissant une résistance à la surcharge élevée, même en cas de pics de pression extrêmes comme peuvent en produire des soupapes se fermant rapidement. Nous imposons des exigences très strictes à la sécurité des processus et à la qualité.
Solides et durables
Logés dans un boîtier solide et sans aucune pièce mobile, les capteurs de pression résistent aux chocs et aux vibrations et fonctionnent sans nécessiter de maintenance et subir d’usure.
Indice de protection IP élevé
L’indice de protection IP élevé permet de les utiliser dans les conditions les plus difficiles sans que la poussière ou les processus de nettoyage n’altèrent le fonctionnement des capteurs.
Usage flexible, grandes plages de mesure de pression et vide
Notre gamme de produits couvre un large éventail d’usages et propose de grandes plages de mesure de pression. Certains de nos capteurs, transmetteurs et pressostats mesurent aussi la dépression et le vide. Ces capteurs conçus pour la plage de pression négative sont les modèles 006, AP007, AP011, AP021, AP022 et AP023.
Plug & play
Grâce au grand panel de raccords process disponibles, les capteurs de pression s’intègrent facilement et rapidement dans tous les systèmes.
Domaines d’application
Les capteurs de pression sont utilisés dans de nombreuses branches pour des applications très variées. Dans la technologie des procédés et des processus surtout, la surveillance de la pression de process joue un rôle décisif pour garantir la sécurité du processus et la qualité du produit fini.Les applications typiques des capteurs de pression sont les suivantes :
- régulation du vide
- mesure de pressions hydrostatiques dans l’industrie alimentaire et des boissons
- mesure de pressions système pour l’huile dans le système hydraulique ou
- enregistrement de la pression hydrostatique dans les réservoirs.
Tableau de conversion des unités de mesure
Plages de mesure et dimensionnement de capteurs de pression
Plage de mesure :
Le capteur est conçu pour être utilisé dans une certaine plage de pression. Dans cette plage, le signal de sortie est presque proportionnel à la pression mesurée et satisfait à la précision de mesure indiquée dans la fiche technique.
Plage de surcharge :
Le fait de le faire fonctionner dans la plage de surcharge, c’est-à-dire en dehors de la plage de mesure spécifiée, n’abîme certes pas irréversiblement le capteur, mais sa précision et son comportement peuvent être différents des indications stipulées dans la fiche technique.
Plage de destruction :
La plage au-dessus de la limite de surcharge est appelée « plage de destruction ». Si le capteur subit des pressions de cet ordre, cela abîmera l’appareil irréversiblement même si cette pression n’est présente qu’un bref instant. Le capteur est cassé et ne peut plus être utilisé, même si rien ne l’indique de l’extérieur. La pression appelée « pression d’éclatement » correspond à la limite de sollicitation mécanique du boîtier. Lorsque la pression passe au-dessus de la pression d’éclatement, le boîtier est détruit, ce qui peut provoquer une fuite indésirable du fluide.
Lorsqu’on choisit minutieusement le capteur de pression dont on a besoin, il faut toujours faire en sorte à éviter l’apparition de pics de pression dans la plage de destruction. En effet, pour que la mesure soit fiable et conforme aux indications de la fiche technique, il faut que la pression reste dans la plage spécifiée.
Lorsqu’on choisit minutieusement le capteur de pression dont on a besoin, il faut toujours faire en sorte à éviter l’apparition de pics de pression dans la plage de destruction. En effet, pour que la mesure soit fiable et conforme aux indications de la fiche technique, il faut que la pression reste dans la plage spécifiée.
Plage de sous-charge :
Quand le début de la plage de pression d'un capteur est égal à la pression atmosphérique, on peut appeler la dépression ou le vide « plage de sous-charge ». Faire fonctionner l’appareil en sous-charge ne l’abîme pas. Mais la mesure ne sera pas fiable parce que soit le signal est trop faible, soit le capteur n’est techniquement pas capable de le mesurer. Les capteurs qui peuvent mesurer le vide n’ont pas de plage de sous-charge, mais leur précision de mesure est moins bonne à très faible pression (exemple : AP023).
Lorsqu’on choisit minutieusement le capteur de pression dont on a besoin, il faut toujours faire en sorte à éviter l’apparition de pics de pression dans la plage de destruction. En effet, pour que la mesure soit fiable et conforme aux indications de la fiche technique, il faut que la pression reste dans la plage spécifiée.
Indications de précision dans la fiche technique
Déviation de linéarité
La déviation de linéarité correspond à l’écart maximal par rapport à la droite qui relie le point zéro de la plage de mesure au point de fin / le déport total. Il y a une relation linéaire entre la position/le parcours à enregistrer et le signal de sortie.
Stabilité à long terme
Les capteurs de pression sont calibrés en usine sur les indications dans la fiche technique. Au fil du temps, la précision de l’appareil peut toutefois varier. La stabilité à long terme correspond à la variation maximale entre le signal zéro et la gamme de sortie sur une année.
Exactitude du seuil
L’exactitude du seuil indique l’écart maximal mesuré d’une valeur réglée si la déviation de linéarité, la répétabilité et la stabilité à long terme sont observées.
Répétabilité
La répétabilité correspond à l’écart maximal mesuré quand on mesure plusieurs fois une valeur de process.
Résolution
La résolution indique la plus petite modification physique que le système de mesure peut détecter.