capteur de pression

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Capteur de pression Capteur de pression

Capteur de pression

Capteur de pression

Mesure de la pressionManomètresManomètre en UManomètre inclinéManomètre à puitsBaromètreManomètre BourdonTransducteur de pressionSystème à fibre optique

Capteur de pression

Généralités et définitions• La mesure de pression est la plus importante

en instrumentation. Elle intervient dans :Mesure de pression elle mêmeMesure de niveauMesure de débitMesure de température

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Capteur de pression

Généralités et définitions• Fluide : liquide ou gaz• Pression (pressure) : La pression d’un fluide est

la force qu’il exerce par unité de surface, perpendiculairement à cette surface.

AFPSurface

Forceession =⇒=Pr

Capteur de pression

Exemple de pressions exercées

Capteur de pression

Généralités et définitions• La pression est constituée de deux

composantes :1. Pression statique Ps

2. Pression dynamique Pd

Capteur de pression

Généralités et définitions• Pression statique :Due à l’énergiepotentielle du fluide au repos ou enmouvement

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Capteur de pression

Généralités et définitions

Capteur de pressionGénéralités et définitions

• Pression Statique:

Capteur de pression

Généralités et définitions• Pression dynamique : Due à l’énergie cinétiquedu fluide en mouvement, donc à sa vitesse. La pression dynamique d’un fluide au reposest nulle.

Capteur de pression

Généralités et définitions• Pression totale PT d’un fluide est égale à la

somme de sa pression statique et de sa pression dynamique.

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Capteur de pression

Généralités et définitions• Unités de mesure

Les pressions peuvent être exprimées par leshauteurs d’eau ou de mercure (m, mm ou po).Une colonne de liquide de hauteur h exerce une pression p:

ghP ρ=

Capteur de pression

Généralités et définitions• Les unités de pression

• 1 psi = 6894,7 Pa• 14,7 psi = 1 atmosphère• 1 psi = 27.70 po. H2O• 1 bar = 100 000 Pa• 1 torr = 1 mm Hg = 133 Pa• 1 atm. = 101 325 Pa

• Livre par pouce carrée: lb/po2 ou ps• En absolu « psia » en relatif « psig »• 1 Pa = 1 Newton/m2

Capteur de pression

Type

étendue de mesure[1]

(psi)erreur de linéarité

(% span)plage de sortie[2] (mv)

sensibilité[3](mV/psi)

tension maximale admissible (psi)

Typ. Max Min. Typ. Max Typ. Max.

26PCA 1 0.25 0.5 14.7 16.7 18.7 16.7 20

26PCB 5 0.4 0.5 47 50 53 10.0 20

26PCC 15 0.25 0.5 97 100 103 6.67 45

26PCD 30 0.1 0.2 97 100 103 3.33 60

26PCF 100 0.1 0.2 95 100 105 1.0 200

26PCJ 38 * 0.1 0.5 37.5 39.5 41.5 2.63 60

26PCK 38 * 0.1 0.5 37.5 39.5 41.5 2.63 60

[1] 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 .[2] span : différence algébrique entre les limites de sortie. span = smax - smin

[3] 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 Δs par la variation correspondante du mesurande Δm. 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

Capteur de pression

Généralités et définitionsPrincipe de Pascal

• La pression exercée sur un fluide est transmise dans tous les sens et est appliquée perpendiculairement à la surface du fluide.

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Capteur de pressionGénéralités et définitionsPrincipe de Pascal- exemple

Capteur de pression

Généralités et définitionsPrincipe de Pascal- exemple

21 PP =

22

11

AF

AF =

lblbpopoF

AAF 1250125

220

2

2

11

22 ===⇒


• Les pressions sont encore souvent exprimées parles hauteurs d’eau ou de mercure (m, mm ou po).Une colonne de liquide de hauteur h exerce unepression p :

h : hauteur du liquide (m)ρ : masse volumique du liquide (kg/m3)

g : constante gravitationnelle : 9.81 m/s2 = 32.19 pi/s2

ghP ρ=

Capteur de pression

Généralités et définitions• Pression absolue :

• C’est la valeur qui correspond, pour une température donnée, à l’énergie potentielle total d’un fluide par rapport au vide pris comme référence.

• Le vide absolu est le zéro de référence.• 1atm = 14.7psia= 101.3kPa =760 mm Hg• Valeur toujours positive.

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• Pression relative :• Elle est évaluée par rapport à la pression

atmosphérique prise comme zéro de référence et peut être positive ou négative.

• 1 atm. = 14.3 psia = 0 psig• Pression différentielle :

• C’est la différence entre deux pressions quelconques. On l’utilise surtout dans la mesure du débit ou du niveau et peut être positive ou négative.

Capteur de pression

Généralités et définitions

Capteur de pression

Mesure de la pression• La mesure de la pression peut s’exprimer sous 3

différentes formes:Pression absoluePression de jauge (gage pressure)Pression différentielle

• La pression absolue est surtout utilisée enthermodynamique pour caractériser l’étatd’une substance.

Capteur de pression

Mesure de la pression

• La pression de jauge (gage pressure) s’exprime relativement à la pression de l’air ambiant

• La pression différentielle correspond à la différence de pression entre deux points de mesure d’un système

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Capteur de pressionMesure de la pression

• Il existe des appareils permettant de mesurerdirectement la pression sous ces 3 formes

• En général, on utilise deux types d’appareilspour obtenir la pression absolue.

Un appareil pour mesurer la pression de jauge

(gage pressure) et un baromètre pour mesurer lapression de l’air ambiant

Pabs = Pgage + Pambiante

La pression s’exprime en Pa (ou kPa)

Capteur de pression

Capteur de pression

Capteur de pression

Principe:• On mesure ici la pression statique du liquide, car

ρ : densitéh: hauteurg: 9.81m/s2

ghPs ρ=

Capteur de pressionCapteur de pression

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Capteur de pression

Capteur de pression

Capteur de pression

Capteur de pressionEn résumé:

• Méthode de mesure très répandue;• Sensible aux variations de densité et de

température;• Bonne précision (±0.2%);• Si capteur à membrane, il faut prendre des

précautions avec:Liquides corrosifs et particules en suspension (usure).

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Capteur de pressionCapteur par bullage (Bubbler)

Capteur de pression

Capteur par bullage (Bubbler)• Principe:

On injecte un gaz inerte dans un tube.La pression nécessaire pour faire sortir le gaz du tube est proportionnel à la hauteur de liquide.

ghP ρ=

Capteur de pression

Capteur par bullage (Bubbler)• En résumé:

• Sensible aux variations de densité et de température;

• Le capteur de pression ne touche pas au liquide;• Très bonne précision (± 2mm);• Très simple et économique;• Consommation d'air d'environ 0.015m3/h;• Étendue de 60m.

Capteur de pression

Choix des manomètres• Le choix se base sur :1. Les principes de fonctionnement2. L’étendue de mesure• Recommandations :

• Si P = Constante, utilisation sur 2/3 de EM• Si P variable, utilisation sur ½ de EM

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1. Manomètres hydrostatiques ou tube en U àlecture directe

• À section uniforme• À réservoir (sections inégales)

2. Manomètres hydrostatiques à lecture indirecte• À tube métallique à réservoir• À cloche• À double cloche• À tore pendulaire

Capteur de pression

3. Manomètres à déformation de solides• Les tubes de Bourdon• Les membranes• Les soufflets• Les capsules

Capteur de pression

Manomètres hydrostatiques

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Capteur de pressionManomètres à liquide

• Manomètre en U:C’est le type de manomètre le plus simple

Les ports de mesures sont connectés aux extrémitéssupérieures du tubePermet de mesurer directement une pression dejauge (gage) ou une pression différentielleOn peut mesurer la pression dans un liquideLe fluide du manomètre doit être plus dense

Les 2 fluides doivent être non misciblesLes 2 fluides doivent être de couleur différentes

Capteur de pressionManomètres à liquide

Avec: ΔP =P1 – P2 = g Δh (ρm - ρs )

Δh = Différence de niveau desdeux ménisques (R)

ρm = Densité du liquide dumanomètre

ρs = Densité du fluide dont onveut connaître la pression

Dans le cas d’un gaz:ρs ≅ 0

ΔP = ρm g Δh

Capteur de pression

Manomètres à liquideLa pression s’exprime en PaIl est souvent utile d’exprimer la pression comme la

hauteur de la colonne d’un fluideLa pression est divisée par gLe résultat est exprimé en mL’eau est souvent utilisée comme fluide de référence

• La pression atmosphérique absolue est souvent exprimée selon cette approche

760 mm de mercure (r = 13 600 kg/m3)

ρ

Capteur de pression

Manomètres à liquide• Il est nécessaire de connaître la température

du liquide car elle affecte sa densitéLa densité de l’eau varie de 0,75% entre 10 et

40°CLa densité de l’eau est de 1000 kg/m3 à 4°C

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Capteur de pression

Manomètres à liquide• Les manomètres sont des instruments

relativement précis, même sans calibrage• La précision est surtout influencée par les

caractéristiques de l’échelle et par la densité du liquide

Les échelles peuvent être très précises et leur exactitude varie peut dans le tempsLa densité du fluide est généralement bien connue

Capteur de pression

Manomètres à liquide(suite)On peut analytiquement déterminer la correction à appliquer pour compenser

l’erreur due aux dilatations thermiquesde l’échelle et du fluide

• Désavantage des manomètres en U:Deux lectures (h1 et h2) sont

nécessaires pour obtenir la pression


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Capteur de pression

Manomètres à liquide(suite)Manomètre à puitsLa section du puits est

relativement grande p/r à lasection du tube.

Capteur de pressionManomètres à liquide(suite)Lorsque qu’une pression est appliquée(P1) la variation du niveau du puits est très faible p/r à la variation du niveaudu ménisqueUne seule mesure est nécessaireTrès pratique à utiliser dans le casd’un gaz ( ρs >> 0)

Capteur de pression

Manomètres à liquide (suite)Manomètre incliné

Cette variante du manomètre à puitspossède une plus grande sensibilité• Mieux adapté aux mesures des faibles pressions;• Permet de mesurer des variations de pression de

l’ordre de 2 à 3 mm d’eau.

SingRghgP ρρ =Δ=Δ

Capteur de pression

Manomètres à liquide (suite)Manomètre incliné

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Capteur de pressionManomètres à liquide (suite)Baromètre

Il s’agit essentiellement d’une variante d’un manomètre à puits

Le fluide est le mercure

L’extrémité du tube est scellée pour pouvoir y faire une vide

La pression à cette extrémité est la pression de vapeur du mercure

Capteur de pressionManomètres à liquide (suite)Baromètre

La pression barométriqueest souvent expriméeen mm de Hg

760 mm de Hg = 101,4 kPa

Capteur de pression

Tubes de bourdonSelon la forme du capteur on distingue:

• Les tubes en C• Les tubes en hélice• Les tubes en spirale

Capteur de pression

Tube de bourdon en C• La pression appliquée

dans le tube fait varierson ovalité. L’extrémité E1

du tube est reliée à une bielle dont le déplacement actionne une roue dentée comportant une aiguille qui donne la déformation.

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Capteur de pression

Manomètre Bourdon• Le tube de Bourdon est brasé,

soudé ou vissé avec le support de tube qui forme généralement une pièce complète avec le raccord. Par l'intermédiaire d'un trou dans le raccord, le fluide à mesurer passe à l'intérieur du tube. La partie mobile finale du tube se déplace lors de changement de pression (effet Bourdon).

Capteur de pression

Manomètre Bourdon1. Organe moteur, tube de

Bourdon 2. Support de tube 3. Capuchon du tube 4. Secteur denté 5. Biellette 6. Engrenage 7. Aiguille 8. Cadran

Capteur de pression

Manomètre Bourdon

Capteur de pression

Manomètre BourdonUtilisation

• Appareil simple et compact permettant de mesurer rapidement la pression des fluides

• La pression appliquée à l’intérieur d’un tube plat en force le déroulement.

• utilisés pour la mesure de pressions positives ou négatives de fluides gazeux ou liquides;

Fluides ni hautement visqueux ni cristallisant

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Capteur de pression

Manomètre BourdonUtilisation (suite)

• EM selon DIN de 0... 0,6 bar à 0. . . 4000 bars. La forme du tube dépend de EM.

• Pour EM : - de 0... 40 bars inclus , tube forme en arc .- de 0... 60 bars , tube forme hélicoïdale.

Capteur de pression

Manomètre BourdonAttention: Il est conseillé de ne les utiliser qu’entre le

premier quart et le dernier quart de l’échelle àcause de l’hystérésis.

• Protection contre les risques de surpression ou de dépassement d’échelle

• Ne permet pas de mesurer les phénomènes rapides et évolutifs de pression

• L’incertitude de mesure varie de0,02 à 0,2 % pour le domaine de mesure de 0 à 3108 Pa.

• Fabriqués avec le raccordement vertical ou arrière.

Capteur de pression

Manomètre Bourdon• Des manomètres Bourdon relativement peu coûteux

sont disponibles pour mesurer des plages de pression comprises entre quelques Pa et une centaine de MPa

• Les appareils peu coûteux ont une précisionrelativement faible

Jusqu’à 5% d’erreur à la pleine échelle

Capteur de pression

Manomètre Bourdon• Les meilleurs appareils ont une précision de

l’ordre de 0,5% de la pleine échelle• Certains appareils comportent un potentiomètre

ou un LVDT pour permettre d’automatiser la prise de lecture

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Capteur de pression

Manomètre BourdonAvantages et inconvénients

• Avantages :précision, domaine d’emploi.

• Inconvénients :prix, complexité.

Capteur de pression

Tube de bourdon en hélice• Il est plus long que le tube en C• Dépourvu du système d’engrenage, donc E1 estlié directement à l’aiguille.

Capteur de pression

Tube de bourdon en spirale• Utilisé dans les

installations soumises à des vibrations.

• Imprécision se situe entre ±0.3% et ± 1%de l’étendue d’échelle.

Capteur de pression

Soufflets (Bellows)• Soufflet : élément sensibleen forme de cylindre dont laparoi est ondulée.

Sous l’action de la pression lesondulations permettent unedéformation par allongementou écrasement.

Imprécision = ± 0.5 %

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Capteur de pression

Manomètres à membrane

Capteur de pression

Manomètres àmembrane

• La membrane est tendue entre deux brides. Par un trou dans le raccord, le fluide à mesurer arrive dans la chambre de pression en dessous de la membrane.

• Son épaisseur varie entre quelques centièmes de millimètres et 2 mm.

Capteur de pression

Manomètres àmembrane1. Bride inférieure 2.Chambre de pression 3. Bride supérieure 4. Organe moteur, la membrane 5. Vis 6. Biellette 7. Engrenage 8. Aiguille 9. Cadran

Capteur de pression

Manomètres à membranePrincipe

• La pression fait déplacer le centre de la membrane (en acier inoxydable, en argent ou en bronze) attachée au levier.

• Le déplacement de la membrane est proportionnel àla pression mesurée et est transmis par l'intermédiaire du mouvement à l'aiguille et affichésur le cadran en tant que valeur de pression.

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Capteur de pression

Manomètres à membraneUtilisation

• Utilisés pour mesurer la pression de fluidescorrosifs, visqueux ou pâteux.

• Grande sensibilité.• Protection contre des détériorations: le cadran et l'aiguille

sont montés dans un boîtier. • En cas de risque de corrosion due à des fluides agressifs,

on peut protéger toutes les parties en contact avec le fluide par enduction de plastique ou par un film de protection.

Capteur de pression

Manomètres à membraneUtilisation (suite)

• Pour la mesure de faibles pressions positives ou négatives de fluides gazeux ou liquides.

• EM possibles sur toutes les plages selon DIN de 0...16 mbars à 0... 40 bars.

• Les membranes très minces et ondulées • Moins sensibles aux vibrations que les manomètres à tube

Capteur de pression

Manomètres à membraneUtilisation (suite)

• Plus faciles à protéger contre les surcharges et les fluides agressifs

• Avec des fluides hautement visqueux ou cristallisant , il est possible de les équiper de brides ouvertes.

• Fabriqués avec un montage de membrane horizontal (àangle droit par rapport au cadran) ou vertical (parallèle par rapport au cadran).

Capteur de pression

Manomètres à membrane(Suite)

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Capteur de pression

Capsules aneroide • Variante de la membrane

Capteur de pression

Manomètre à capsule

Capteur de pression

Manomètre à capsule• La capsule est formée de deux

membranes métalliques.• La capsule est montée sur le

raccord soit directement soit par l'intermédiaire d'un tube métallique. Par un trou dans le raccord le fluide à mesurer passe à l'intérieur de la capsule.

• Afin d'être protégés contre des détériorations, le système de mesure, le cadran et l'aiguille sont montés dans un boîtier.

Capteur de pression

Manomètre à capsule1. support de l'organe moteur 2. Organe moteur, la capsule 3. Biellette 4. Mouvement 5. Aiguille 6. Cadran

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Capteur de pression

Manomètre à capsulePrincipe

• Sous l'effet de la pression les demi-parties de la capsule se bombent. Ce déplacement proportionnel à la pression mesurée est transmis par l'intermédiaire du mouvement àl'aiguille et affiché sur le cadran en tant que valeur de pression.

• La pression fait déplacer le centre de la capsule. Le déplacement est transmis à l’indicateur de pression proportionnellement grâce à un dispositif d’amplification.

Capteur de pressionManomètre à capsuleUtilisation

• Faibles et très faibles pressions positives ou négatives, pour des fluides gazeux non corrosifs ou de l’air.

• EM sur toutes les plages selon DIN de 0... 2,5 mbar à 0. . . 600 mbar.

• EM très basses: il est possible d'assembler plusieurs capsules pour en faire un genre de soufflet.

• Fabriqués soit avec la capsule montée verticalement (parallèle au cadran),soit horizontalement (perpendiculaire au cadran).

• Le raccordement se fait en dessous ou à l'arrière.

Capteur de pression

Manomètre dePression absolu

Capteur de pression

Manomètre de pression absoluFonctionnement

• Le principe de mesure de la pression absolue est indépendant de la forme de l'organe moteur. La pression du fluide àmesurer est mesurée par rapport à une pression de référence qui doit être égale àla pression absolue (vide absolu).

• Le côté de l'organe moteur qui n'est pas en contact avec le fluide à mesurer doit se trouver à cette pression de référence.

• La transmission du mouvement de l'organe moteur s'effectue comme pour les manomètres pour pression relative.

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Capteur de pression

Manomètre de pression absoluFonctionnement1. Organe moteur 2. Chambre de référence 3. Chambre de mesure 4. Soufflet métallique 5. Biellette

Capteur de pression

Manomètre de pression absoluUtilisation

• Mesure de pression sans subir les variations de la pression atmosphérique environnante.

• EM sur toutes les plages selon DIN de 0…10 mbar à 0...100 bar absolue.

Capteur de pression

Manomètrespour Pression Différentielle

Capteur de pression

Manomètres pour pression différentielleFonctionnement

• Une capsule montée dans un boîtier étanche résistant à la pression, est soumise, de l'intérieur et de l'extérieur, àune pression.

• La différence de pression entre les deux parties provoque un mouvement de la capsule.

• Ce déplacement proportionnel à la différence de pression mesurée est transmis, par l'intermédiaire du mouvement à l'aiguille sur le cadran en tant que valeur de pression différentielle.

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Capteur de pression

Manomètres pour pression différentielleFonctionnement1. Organe moteur, la membrane 2. Chambre de mesure (-) 3. Chambre de mesure (+) 4. Chambre de mesure 5. Soupape double 6. Biellette 7. Levier de transmission 8. Axe d'entraînement 9. Tube de torsion 10. Mouvement

Capteur de pression

Manomètre pour pression différentielleUtilisation

• Mesure de différence de pression de deux pressions individuelles.

• Memes formes d'organe moteur tels qu'utilisés dans les manomètres pour pression relative.

• Les plus courants: les tubes de Bourdon, les membranes et les capsules.

Capteur de pression

Transduction des pressionsDeux transductions successives :

• Force déplacement grandeur électrique ou pneumatique

• Les transducteurs ( transmetteurs) à équilibre de forces;

• Les transducteurs électromécaniques;• Les transducteurs extensométriques;

Capteur de pression

Transducteur à pression à équilibre de forcePrésentation

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Capteur de pression

Transducteur à pression à équilibre de forcePrésentation

• Le principe est comme dans une balance, le système contrebalance les effets des forces de pression pour rester dans une position d’équilibre.

• La masse M à l’équilibre est égal à la masse àdéterminer.

• L’intensité de la réaction du système est proportionnelle aux effets des forces de pression.

Capteur de pression

Transducteur à pression à équilibre de forceShema bloc de fonctionnement des balances à équilibre de force

Capteur de pression

Transducteur à pression à équilibre de force• Avantages :

Déformation du corps d’épreuve limité, ce qui entraîne un faible phénomène d’hystérésis ; Très bonne linéarité.

• inconvénients :Prix ; Encombrement.

Capteur de pression

Transducteur à pression à équilibre de force

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Capteur de pression

Transmetteur à électronique à équilibre de force

Capteur de pression

Transducteurs de pressionDiaphragme

Capteur de pression

Transducteurs de pressionDiaphragme (suite)Les transducteurs de pression à diaphragmesont des appareils simples et relativementéconomiques.Une jauge de déformation permet de mesurer la déformation du diaphragme

Capteur de pression

Transducteurs de pressionDiaphragme (suite)

Une pression de référence est appliquée sur un des côtés du diaphragme (côte de la jauge)La pression à mesurer est appliquée de l’autre côté• En général, la pression de référence est la pression

atmosphérique• On mesure alors la pressure de jauge (gage pressure)

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Capteur de pression

Transducteurs de pression Diaphragme (suite)Certains appareils sont conçus pour permettre

d’utiliser les deux ports du diaphragme• On mesure alors la pression relative

Au début, les diaphragmes étaient principalement construits à partir d’une feuille de métal

Capteur de pressionTransducteurs de pressionDiaphragme (suite)Les diaphragmes actuels sont des semi-conducteurs (silicium) intégrant une jauge à semi-conducteur

Construction plus économiqueTrès grande sensibilité (facteur de jauge élevé)

Le conditionneur de signal comporte un pont Wheatstone

Pont complet (4 jauges)Compensation de la température (jauges compensatrices)

Capteur de pression

Transducteurs de pressionDiaphragme (suite)La plupart des transducteurs de pression produisent un signal dc de l’ordre du millivolt• Certains transducteur ont un signal de sortie

dans la plage 0 -5 V ou 0 - 10 V• Moins susceptibles aux bruits électriques

environnementaux

Capteur de pression

Transducteurs de pression Par variation de capacitéDes capteurs capacitifs sont parfois utilisésdans les transducteurs de pression• Bien adaptés à la mesure des faibles pressions• Certains transducteur de ce type sont sensibles

à des variations de pression de l’ordre de 0,1 Pa

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Capteur de pression

Transducteurs de pressionPar variation de capacité

Capteur de pression

Transducteurs de pression Par variation de capacité

• Variation d’épaisseur

Capteur de pression

Par variation de capacité• Variation d’épaisseur

Capteur de pression

Transducteurs de pressionPar variation de capacité

C : capacité en faradsA : superficie commune des plaques (armatures) en m2d : distance séparant les plaques parallèles

ε0 : permittivité de l’air (8.8 * 10-12 farad/mètre)

ε : constante diélectrique du milieu entre les plaques

dAC 0εε=

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Par variation de capacité• Variation 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.

Capteur de pression

Transducteurs de pression Par variation de capacité

• Avantages :Faible masse ; Peu sensible aux accélérations.

• Inconvénients :Sensibilité à la température (sauf montage différentiel);Sortie haute impédance.

Capteur de pression

Transducteurs de pressionPar variation d’inductance

• Transformateur à induction mutuelle ou LVDT (Linear Variable Differential Transformer)

• Très sensible, détecte un déplacement de 0.002mm

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Transducteurs de pression Par variation d’inductance

Capteur de pression Capteur de pressionTransducteurs de pression (Suite)Par variation d’inductanceDans certains capteurs,la déformation du diaphragme est captée par une LVDTConstruction plus coûteuse

Capteur de pression

Transducteurs de pression Par variation d’inductanceConstruction plus durable (durée de vie plus longue)

Ces capteurs sont surtout utilisés en milieu industriel oùles conditions d’opération sont sévère et où une grande fiabilité est requiseOutput: 0 - 5 V ou 0 - 10 V

(typique LVDT)En milieu industriel, le signal est souvent transmis

par une boucle de courant

Capteur de pression

Transducteurs de pressionPar variation d’inductance

• Avantages :Faible hystérésis ; Très bonne résolution ; Signal de sortie élevé.

• Inconvénients :sensible aux chocs et aux vibrations.

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Capteur de pression

Transducteurs de pression Par variation de résistance

R1 : résistance délimitée par BCV1 : tension aux bornes de R1 recueillie entre C et B.

La variation du potentiel mesurée est proportionnelle à la variation de la pression admise dans le soufflet.

11

0

RR

VV

=

Capteur de pression

Transducteurs de pression (Suite)Par variation de résistance

Capteur de pression

Transducteurs de pressionPar variation de résistance

• Avantages :Signal de sortie élevé ; Utilisable sans conditionneur ; Possibilité d’adapter à une variation non linéaire.

• Inconvénients :Durée de vie ; Sensibilité aux vibrations.

Capteur de pression

Transducteurs extensométriques

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Capteur de pressionTransducteurs extensométriquesVariation de résistance par contrainte

• Les jauges de contraintes (strain gage)permettent de mesurer les contraintes.

• La contrainte peut être une compression ou une déformation élastique des capteursextensométriques.

• Jauges métalliques• Jauges à semi conducteurs

Capteur de pression

Transducteurs extensométriques• Avantages :

Précision ; Peut sensible aux vibrations.

• inconvénients :Faiblesse du signal de sortie ; Fluage des colles.

Capteur de pression

Transduction piézoélectriquePrésentation

• Structures piézo-électriques utilisées comme corps d’épreuve assurant directement la transformation de la contrainte, produite par l’application d’une force F, en une charge électrique Q.

• Développement de structures piézo-électriques tubulaires sous forme de câble coaxial blindé .

• Mesure de faibles variations de pressions en milieu haute pression ou pour le contrôle de trafic.

Capteur de pression

Transduction piézoélectriquePrésentation

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Capteur de pression

Transduction piézoélectrique• On peut mesurer la

déformation de la membranepar la charge générée parun cristal piézoélectrique.

Capteur de pression

Transduction piézoélectrique• Avantages :

Excellente réponse en fréquence ; Miniaturisation.

• Inconvénients :Sensibilité à la température ; Nécessite un câble de liaison de faible bruit.

Capteur de pression

Mesure des faibles pressions (vacuum)La mesure précise des très faibles pressionsabsolues (vacuum) est souvent complexe

Les faibles pressions absolues sont souventexprimées en torr

Capteur de pressionMesure des faibles pressions (vacuum)La mesure des faibles pressions absoluesrequière de appareils spécialisés relativementcomplexes

McLeod GageSenseur de conductivité thermiqueCapteur à ionisation

La mesure des faibles pressions absolues estrelativement peu fréquente en génie civil

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Capteur de pressionInstallation de manomètre

• Connexion sur une conduite

Capteur de pression

Installation de manomètre• Robinet d’isolation/calibration

Capteur de pression

Installation de manomètreRaccordement des manomètres

• diamètre conduites <12 mmpour basses pressions

• diamètre conduites >12 mmpour hautes pressions

• pente continue pourlongues conduites

Capteur de pression

Installation de manomètreProtection des manomètres

• Installation d’une membraneséparatrice entre le fluide detransmission et le fluide duprocédé.

• Faire une purge dans le cas de liquides visqueux.

35

Capteur de pression

Installation de manomètreProtection des manomètres

• Système de purge continueà air dont la pression estconstante pour ne pasaffecter la variation depression mesurée.

Capteur de pression

Installation de manomètreConfigurations typiques

• Gaz non-corrosifs ou air.• Gaz condensables ou vapeur.• Liquides non-corrosifs.• Liquides/gaz corrosifs.

Capteur de pression


• Gaz non-corrosifs ou air.

Capteur de pression


• Gaz non-corrosifs ou air.

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Capteur de pression


• Gaz condensables ou vapeur.

Capteur de pression


• Gaz condensables ou vapeur.

Capteur de pression


• Liquides non-corrosifs.

Capteur de pression


• Liquides non-corrosifs.

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Capteur de pression


• Produits corrosifs.

Capteur de pression

Manomètre avec fluide de transmission

• Applications avec des produits corrosifs ou ayant des particules en suspension.

Capteur de pression

Manomètre avec fluide de transmission

• Applications avec des produits corrosifs ou ayant des particules en suspension.

FIN de la présentation

Merci de votre attention…

capteur de pression

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