chapitre-2-mesures-des-pressions

Page 1

• Mesures des Pressions

Page 2

• Définition:

  • La pression est une grandeur dérivée du SI.

  • Définition: La pression est définie comme le quotient d’une force par une surface.

• Différentes unités de pression:

  • Unité légale du SI: Pascal (N/m²).

  • D’autres unités incluent bar, psi, atm, etc.

Page 3

• Différentes pressions:

  • Pression atmosphérique:

    • Force exercée par l'atmosphère sur une unité de surface de la Terre.

    • À un endroit précis, équivaut à la force d'une colonne d'air allant du sol jusqu'au sommet de l'atmosphère.

    • Pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer à 15 °C: environ 1013 mbar.

    • Varie avec la météo et l'altitude (loi hydrostatique).

  • Pression relative:

    • Différence de pression par rapport à la pression atmosphérique.

    • Souvent utilisée car la plupart des capteurs sont soumis à cette pression.

Page 4

• Pression différentielle:

  • Différence entre deux pressions, l'une étant de référence.

  • Peut avoir une valeur négative.

• Pression absolue:

  • Pression mesurée par rapport au vide parfait.

  • Le vide théorique a une pression absolue nulle, ce qui est impossible à atteindre : "vide poussé".

• Échelle de pression (bar)

  • Pression absolue > Pression différentielle (par rapport à la pression atmosphérique).

Page 5

• Manomètre basé sur la statique des fluides:

  • Manomètre à tube en U:

    • La différence d'altitude h dans le liquide indique mesure de ΔP entre deux extrémités du tube.

    • Diamètre minimum de 8 mm conseillé pour éviter capillarité.

    • Sensibilité: S = Δh/ΔP, ΔP = ϼm * g * Δh (pour ΔP faible, pas de Δh observée = manomètre insensible).

• Instrument de mesure:

  • Basé sur la statique des fluides et la déformation de solides.

Page 6

• Augmenter sensibilité des manomètres à tube en U:

  • Changer le liquide manométrique (moins dense).

  • Incliner une des branches.

  • Utiliser un manomètre à réservoir (section différente).

  • Combinaison de techniques ci-dessus.

• Baromètre de Torricelli:

  • Tube en verre d'environ 90 cm rempli de mercure, mesurant la pression atmosphérique.

  • Pour 1013 mbar, h = 0,7993 m.

Page 7

• Avantages et inconvénients des manomètres à tubes:

  • Avantages:

    • Précision et stabilité élevées.

    • Construction simple et coût faible.

  • Inconvénients:

    • Encombrement et fragilité.

    • Sensibilité aux variations de température et vibrations.

    • Calibration nécessaire des tubes.

    • Liquides visqueux et impuretés peuvent causer des erreurs.

    • Ne fournissent pas d'un signal analogique exploitable pour la régulation industrielle.

• Domaine d’utilisation:

  • Mesure des pressions absolues, relatives ou différentielles jusqu'à 2 bars.

  • Usage principalement en laboratoire ou comme appareils étalons.

Page 8

• Manomètres à déformation de solide:

  • Manomètre à tube de Bourdon:

    • Composants:

      1. Organe moteur (tube de Bourdon)

      2. Support de tube

      3. Capuchon du tube

      4. Secteur denté

      5. Biellette

      6. Engrenage

      7. Aiguille

      8. Cadran

Page 9

• Utilisation des manomètres à tube de Bourdon:

  • Pour pression de fluides gazeux ou liquides, en évitant les liquides visqueux ou cristallisant.

  • Plage de mesure: 0,6 bar à 4 kbar.

  • Conception: raccordement vertical ou arrière.

  • Nécessité de protection contre surpression et dépassement d'échelle.

  • Limitation: incapable de mesurer les fluctuations de pression rapides.

  • Incertitude de mesure: 0,02 à 0,2 pour 0 à 3 kbar.

Page 10

• Manomètre à membrane:

  • Composants:

    1. Bride inférieure

    2. Chambre de pression

    3. Bride supérieure

    4. Membrane

    5. Vis

    6. Engrenage

    7. Aiguille

    8. Cadran

Page 11

• Utilisation des manomètres à membrane:

  • Principalement pour mesurer de faibles pressions de fluides gazeux ou liquides.

  • Plage de mesure: 16 mbar à 40 bar.

  • Membranes de faible épaisseur et ondulées; moins sensibles aux vibrations.

  • Montage: horizontal ou vertical, selon l'application.

Page 12

• Manomètre à capsule:

  • Composants:

    1. Support de l'organe moteur

    2. Organe moteur (capsule)

    3. Biellette

    4. Mouvement

    5. Aiguille

    6. Cadran

Page 13

• Utilisation des manomètres à capsule:

  • Conçus pour mesurer faibles à très faibles pressions de fluides gazeux.

  • Plage de mesure: 2,5 mbar à 600 mbar.

  • Disposition: deux membranes ondulées concentriquement, assemblées en une capsule.

  • Raccordement: sous ou à l'arrière, selon conception.

Page 14

• Réglage et linéarité:

  • Échelle zéro et ajustement pour garantir la performance des manomètres.