Présentation
Auteur(s)
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Christian RIBREAU : Docteur ès sciences - Faculté des sciences et technologie, Créteil
-
Marc BONIS : Docteur ès sciences - Université de technologie de Compiègne
-
Jacques BEAUFRONT : Ingénieur conseil
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Lire l’articleINTRODUCTION
Il ne s'agit pas de donner ici une description détaillée et exhaustive de la diversité des manomètres mécaniques existants, mais plutôt de les restituer dans le contexte général de la mesure des pressions usuelles. Les aspects technologiques particuliers découlant de la mesure des pressions différentielles ou des dépressions ne seront pas spécifiquement abordés. Les solutions de protection contre les effets nocifs dus aux environnements hostiles ou aux caractéristiques du fluide contrôlé seront traitées globalement, c'est-à-dire avec l'ensemble des instruments, dans la quatrième partie [R 2 043].
Les manomètres mécaniques sont principalement indiqués pour les mesures statiques (ou quasi statiques) et sont conçus pour délivrer une information locale sur le site de prélèvement. Ils se caractérisent par une grande ergonomie de lecture – souvent reprise sur les interfaces des logiciels de supervision – et par une standardisation éprouvée qui leur confère une qualité d'interchangeabilité. Hormis le fait qu'ils constituent encore une part importante de marché (le remplacement des millions de manomètres mécaniques installés à travers le monde), ils s'imposent aussi sur les sites où l'utilisation de l'énergie électrique est proscrite, et comme instruments de vérification.
Dans leur version de base, on distingue les manomètres à liquide et les manomètres à déformation de solide. Les premiers dérivent plus ou moins du tube piézométrique en U et les seconds déclinent les principes de la membrane déformable et du tube de Bourdon. Ils peuvent être équipés de contacts (manomètres à détection électrique de seuils), voire de dispositifs de transmission, mais alors ils s'apparentent plus à des transmetteurs.
Les balances manométriques constituent une catégorie traitée à part dans le cadre des étalons de pression.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1996 par Christian RIBREAU, Marc BONIS
DOI (Digital Object Identifier)
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Manomètres à détection électrique de seuilsArticle inclus dans l'offre
"Mesures physiques"
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3. Balances manométriques
Si le piston est chargé de masses étalons (M = masses étalons + masse piston), la condition d'équilibre du système conduit à l'expression :
avec :
- g :
- accélération de la pesanteur,
- p :
- pression à mesurer,
- pext :
- pression extérieure de référence,
- S :
- aire de section droite de l'extrémité du piston.
Cette relation est exacte à condition que la composante verticale des forces de frottement sur les parois soit nulle. Pour limiter le frottement, le jeu entre piston et cylindre est lubrifié et le piston est entraîné en rotation : les solutions sont différentes selon que la balance est utilisée pour un étalonnage au gaz (figure 19a) ou à l'huile (figure 19b). La valeur de S prend alors en compte une section effective qui fait intervenir l'écoulement de fuite dans le jeu.
L'ensemble piston-cylindre est le cœur de la balance. Il en existe de différentes tailles, interchangeables, pour une seule balance ; les plus petits diamètres (environ 1,5 mm) permettent d'atteindre les pressions les plus importantes (5 000×105 Pa) et inversement (11 mm pour 0,2×105 Pa). Pour les appareils de réalisation la plus soignée la tolérance sur les cotes des cylindres et pistons est inférieure à 0,1 µm et le jeu varie de 0,2 à 1 µm. L'aire de la section effective est affectée par la dilatation et la déformation relative du piston dans le cylindre, selon leurs dimensions et les matériaux avec lesquels ils sont réalisés (le plus souvent en carbure de tungstène). Les erreurs relatives (ΔS/S) induites sont typiquement de l'ordre de 10−5 à 10−6 °C−1 et 10−12 Pa−1.
Exemple de calcul de l'effet de température sur S : la section S0, à la...
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Autres ouvrages
SIMON (J.) - PINOT (P.) - Générateur de pressions différentielles de 0 à 1000 pascals - Revue du Bureau national de métrologie (BNM), p. 11 (avril 1992).
BECK - DESGRANGES - BUDENBERG (H.) - BAUMER-BOURDON-HAENNI - KOBOLD - RUSKA - SCHWIEN - WIKA - * - . – ADMI, Chevrier instruments inc., Huber Instrumente, Mesureur, etc.
HAUT DE PAGE2.1 Afnor Association française de normalisation
E 15-012 - Novembre 1997 - Manomètres. Manomètres métalliques et leurs accessoires. Éléments de raccordement. - -
E 15-024 - Juillet 1968 - Manomètres. Dispositif de fixation des manomètres vérificateurs (prescriptions réglementaires pour utilisations terrestres). - -
NF EN 472 - Décembre 1994 - Manomètres. Vocabulaire. - -
NF E15-034 - Novembre 2000 - Manomètres industriels – Manomètres métalliques indicateurs – Manomètres différentiels. - -
NF EN 837-1 - Avril 1997 - Manomètres – Partie 1 : manomètres à tube de Bourdon. Dimensions, métrologie,...
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