Capteurs et transmetteurs à balance de forces asservie
Pressions usuelles dans les fluides - Capteurs et transmetteurs (partie 2)

Le principe consiste à appliquer simultanément sur un organe de mesure une force de pression et une force antagoniste égale, contre réactive, de façon à maintenir cet organe en équilibre permanent (comme dans une balance manométrique). À cet effet, un détecteur de déplacement angulaire traduit la force de pression en signal d'entrée d'une boucle d'asservissement. En sortie de cette boucle, la conversion de l'énergie nécessaire pour ramener la balance à sa position initiale permet la mesure de la force de pression. Cela présente un certain nombre d'avantages :

• l'organe de mesure est pratiquement statique, d'où une réduction de la fatigue, de l'usure et de l'hystérésis ;

• la variation de volume de la chambre de pression est pratiquement nulle ;

• la force antagoniste est en général produite par un courant électrique facile à mesurer, à transmettre et à utiliser ;

• il est facile de rendre l'ensemble étanche, aussi bien dans les mesures de pressions différentielles ou absolues que dans les mesures de pressions relatives ;

• en l'absence d'organe mobile libre, la résistance aux chocs et aux vibrations est bonne.

• Dans la série P40 des capteurs Crouzet (figure 17), la force de pression s'exerce sur la surface effective d'un soufflet (allongement total de l'ordre de 0,2 µm) à l'extrémité d'un fléau. Elle est contrebalancée en permanence par une force de rappel électrodynamique créée par un courant traversant une bobine placée dans l'entrefer d'un aimant permanent. Le courant dans la bobine de rappel traverse une résistance de mesure, aux bornes de laquelle apparaît une tension proportionnelle à la pression. Un circuit d'amplification et de filtrage permet de sortir sur une très basse impédance (1 Ω) et d'adapter la bande passante à quelques hertz en fonction de l'application envisagée (− 3 dB à 13 Hz standard). Ces capteurs permettent de mesurer des pressions absolues ou différentielles sur une gamme d'étendues de mesure allant de 10 kPa à 150 kPa. Typiquement, la tension de sortie par rapport à la masse est continue et positive avec un facteur d'échelle de + 5 V pour l'étendue de mesure. L'écart de linéarité de ces instruments est inférieur à 0,01 % pour une bande d'erreur globale de ± 0,05 % à ± 0,1 % de l'EM suivant,...