Informations techniques

Amélioration de l'incertitude totale d'un étalonnage avec un fourd'étalonnage (applications industrielles)
Fiche technique WIKA IN 00.32

Pour certaines équipes de métrologie, l'incertitude d'unfour d'étalonnage indiquée dans la fiche technique n'est
pas suffisante. Les solutions disponibles pour améliorer
ces valeurs sont expliquées dans ce document.
L'étalonnage est essentiel pour établir et maintenir laprécision de tout thermomètre. Il peut être utilisé pour assurer
la traçabilité aux étalons nationaux et pour la conformité
avec les systèmes d'assurance qualité tels que l'ISO 9000.
Un étalonnage par comparaison est réalisé en immergeantsimultanément des sondes sous test et une sonde deréférence dans un environnement de température stable.
Le choix de l'instrument d'étalonnage dépend, en parallèle
des températures, du type de sonde utilisée dans le process.
Pour les sondes de longueurs identiques et connues, un fourd'étalonnage est la solution idéale. Dans ces cas, les alésages
de l'insert peuvent être adaptés de façon optimale (profondeurd'immersion minimale : 70 mm [2,75 in]) et les incertitudes demesure peuvent être réduites.
Pour un étalonnage précis, l'assemblage de la sonde detempérature sur le bloc et l'insert est crucial. Si le diamètrede l'alésage est trop grand, la dissipation d'air entre la paroi
de l'alésage et la sonde diminue le transfert de chaleur.
Des temps de stabilisation plus longs et des erreurs demesure en résultent. Un jeu maximum de 0,5 mm [0,02 in]est considéré comme acceptable entre une erreur de mesure
faible et le risque de blocage de la sonde.
Comme tous les fours d'étalonnage sont fermés au fond etouverts vers le haut, un gradient de température axial se
produit inévitablement dans le bloc et l'insert. Ceci conduit àdes erreurs de mesure si la sonde sous test ne repose pas au
fond de l'alésage.
Comme les gradients au-dessus des premiers 40 mm[12,58 pouces] du fond fournissent la principale contribution àl'incertitude de mesure, ceux-ci sont donc aussi précisés dansles fiches techniques.

CTD9350 dans l'application avec une sonde deréférence externe

Si le point de mesure de l'instrument sous test est en dehorsde cette zone, l'étalonnage est également faussé par une“erreur de non-homogénéité axiale”.
Si des sondes sous test ne peuvent pas être insérées jusqu'aufond de l'alésage, une sonde de référence externe doit êtreutilisée. Dans ce cas, la sonde de référence et la sonde
sous test peuvent être alignées sur les mêmes gradients detempérature. L'erreur de non-homogénéité est ainsi largementcompensée et l'incertitude de mesure considérablement
réduite.

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Plus d»informations techniques :Etalonnage des points fixes selon IET-90, voir IN 00.38

Ce n'est pas seulement ce problème qui peut inciter l'opérateur à utiliser une sonde de référence externe. L'aspect le plus
important est l'incertitude.

L'écart de ces sondes de précision se définit en deux parties :Ecart de l'instrument de mesure électrique lui-même + écartde la sonde de température = écart de la chaîne de mesure

La déviation des fours d'étalonnage WIKA dépend du typeet de la plage de température utilisée. Pour que l'utilisateur
puisse se fier à la valeur affichée sur l'écran et à la précision,le calibrateur doit être muni d'un certificat d'étalonnage
traçable. Lorsqu'un nouveau calibrateur est étalonné et ajustédans le laboratoire de température de WIKA, accrédité DAkkS(équivalent COFRAC), nous pouvons réduire l'écart à zéro
et l'incertitude totale n'est que l'incertitude de mesure dulaboratoire.

Par conséquent, l'incertitude du laboratoire doit être ajoutéeà l'écart de la chaîne de mesure pour calculer l'incertitude demesure, par exemple :En raison de différents éléments du budget d'incertitude demesure, l'incertitude de mesure des laboratoires accrédités
est presque la même.
Incertitude totale des fours d'étalonnage
1,20
1,00

TypeΔΔsonde

UlabU total

CTR3000

0,005 K

0,01 K

0,01 K

0,025 K

CTH7000

0,015 K

0,01 K

0,01 K

0,035 KLe meilleur des cas : Δsonde = 0 K
Le cas le plus défavorable : Δsonde = UlabPour obtenir la meilleure performance possible des sondesde précision, les coefficients/la caractérisation de la sonde detempérature doivent être calculés et mémorisés dans le canald'instrument de mesure utilisé (ou, si des sondes SMART sontutilisés, dans le connecteur de la sonde).

0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
-200

0+200+400

+600

+800

Si, pour certaines applications, l'incertitude de mesure > 0,2 K
n'est pas suffisante, WIKA peut fournir une gamme d'équipements appropriés : par exemple, un four d'étalonnage encombinaison avec un thermomètre de précision et une sondede température étalon.
Les thermomètres de précision de WIKA offrent des performances maximales et mesurent les ratios de résistance parrapport à une résistance de référence interne à haute stabilité.
Les étalonnages des sondes à résistance de platine (PRT)
par comparaison comprennent généralement une mesure dela résistance de la sonde sous test, après que la température
du four d'étalonnage ait été déterminée avec une sonde deréférence. Les deux mesures sont référencées par rapport àla même résistance de référence de précision interne. Avec
la technique de “comparaison directe”, la sonde de référence
est utilisée à la place de la résistance étalon, et le ratio derésistance de la sonde sous test par rapport à la sonde deréférence est mesuré directement.

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Thermomètre de précision type CTR3000 avec
multiplexeur type CTS3000

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WIKA recommande d'utiliser une référence externe, en combinaison avec un four d'étalonnage jusqu'à une température de500 °C [932 °F]. Les raisons sont les suivantes :■ Des formes différentes d'instruments sous test peuvent êtreétalonnées.
■ La précision peut être améliorée jusqu'à 95 %.
■ Utilisation plus facile pour d'autres applications.
■ L'étalonnage s'effectue avec le thermomètre de référence,le four d'étalonnage ne requiert pas d'étalonnage.

Perspectives
Pour obtenir un meilleur résultat pour l'écart de la sonde detempérature, nous recommandons d'étalonner les sondes deprécision au moyen de la méthode de point fixe. Les points
de congélation, de fusion ou les points triples de matériaux
spécifiques purs sont utilisés pour définir les températures deréférence fixes utilisées dans l'EIT-90 (échelle internationalede température de 1990). Ceci améliore les incertitudes demesure des laboratoires d'environ 1 mK.
→ Pour plus d'informations sur l'étalonnage aux points fixes
selon l'IET-90, voir les informations techniques IN 00.38 sur
www.wika.com.

02/2023 FR based on 12/2022 ENFour d'étalonnage type CTD9100 avec thermomètre deprécision type CTR3000© 11/2014 WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG, tous droits réservés.
Les spécifications mentionnées ci-dessus correspondent à l'état actuel de la technologie au moment de l'édition du document.
Nous nous réservons le droit de modifier les spécifications et matériaux.

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