Choisir un capteur de pression
Le choix d'un capteur de pression est crucial pour garantir une mesure précise et fiable de la pression dans une application donnée. Mais comment s'y retrouver parmi les différents types de capteurs et technologies disponibles sur le marché ? Dans cet article, nous allons vous aider à déterminer le capteur de pression le plus adapté à vos besoins en vous présentant les différents types de pression et de capteurs associés, ainsi que les critères de choix à prendre en compte pour sélectionner le modèle le plus adapté. Nous vous présenterons également les différentes technologies de capteurs disponibles, avec leurs avantages et inconvénients respectifs. En suivant ces conseils, vous serez en mesure de choisir le capteur de pression le plus adapté à votre application et de garantir une mesure fiable de la pression.
Définition et fonctionnement général d'un capteur de pression
Un capteur de pression est un appareil qui mesure la force exercée par un liquide ou un gaz sur une surface et la transmet sous forme de signal. La quantité mesurée, la pression, est généralement exprimée en unités de force par unité de surface, comme le Pascal (Pa), le Bar (barre), N / mm2 ou psi (livres par pouce carré). Un capteur de pression est composé d'un élément sensible à la pression qui permet de déterminer la pression réelle appliquée au capteur, ainsi que de certains composants pour convertir cette information en un signal de sortie. Le signal de sortie est généralement électrique, mais peut également être optique.
Déterminer le type de capteur de pression adapté à son application
Types de pression et de capteurs correspondants (absolu, relatif, différentiel)
Il existe 3 types de capteurs de pression, correspondants aux différents types de pression :
Capteur de pression absolue : il mesure la pression absolue, c'est-à-dire la pression par rapport au vide. Pour cela, la deuxième face de la membrane est soumise au vide. La déformation de la membrane correspond donc exactement à la pression mesurée.
Capteur de pression relative : il mesure la pression relative, c'est-à-dire la pression par rapport à la pression atmosphérique. Pour cela, la deuxième face de la membrane est soumise à la pression atmosphérique. La déformation de la membrane correspond donc à la différence entre la pression mesurée et la pression atmosphérique.
Capteur de pression différentielle : il mesure la différence de pression entre deux points. Il possède deux entrées, une pour chaque face de la membrane. La déformation de la membrane correspond donc à la différence de pression entre les deux entrées.
Applications en fonction des types de capteurs
Le capteur de pression absolue est recommandé : - Lorsque l'on souhaite mesurer la pression atmosphérique, car un capteur de pression absolue est le seul capable de le faire. Cela peut être utile par exemple pour mesurer l'altitude grâce à la différence de pression atmosphérique liée à l'altitude. - Lorsque l'on mesure des pressions faibles et que l'on souhaite éviter une erreur de mesure due aux variations de la pression atmosphérique. En effet, la pression atmosphérique peut varier de manière significative et entraîner une erreur de mesure importante avec un capteur de pression relative. Un capteur de pression absolue ne présente pas cet inconvénient.
Il est préférable de choisir un capteur de pression relative : - Lorsque l'on souhaite éliminer l'influence de la pression atmosphérique sur la mesure. Par exemple, si l'on mesure la pression hydrostatique d'un liquide dans une cuve pour en déterminer le niveau, le capteur de pression relative permet de ne mesurer que la pression hydrostatique et d'ignorer les variations de pression atmosphérique. - Lorsque l'on mesure des pressions élevées et que l'on ne souhaite pas avoir à tenir compte des variations de pression atmosphérique. En effet, la pression atmosphérique peut varier de manière significative et entraîner une erreur de mesure importante avec un capteur de pression absolue. Un capteur de pression relative ne présente pas cet inconvénient.
Enfin, il est préférable de choisir un capteur de pression différentielle dans les cas où l'on souhaite connaître la différence de pression entre deux points. Par exemple, il peut être utilisé dans les applications de mesure de débit par organes déprimogènes
Critères de choix
Il y a différents critères à prendre en compte pour choisir un capteur de pression : - La plage de mesure : il est important de choisir un capteur dont la plage de mesure correspond à la plage de pression à mesurer, en tenant compte des conditions normales et des éventuelles variations de pression occasionnelles. - La température de fonctionnement : la plupart des capteurs ont une plage de fonctionnement de -25°C à 100°C. Pour des températures supérieures, il faut choisir des capteurs spécifiques. - Le signal de sortie : il faut s'assurer que le signal de sortie du capteur correspond à la boucle de mesure ou de régulation utilisée. - La configuration et le mode de montage : il existe plusieurs types de capteurs avec des configurations et des modes de montage différents (filetés, avec brides, miniatures à souder, membrane affleurante, etc.). Il est important de choisir celui qui convient le mieux à l'application en fonction de ses besoins (par exemple, les capteurs à membrane affleurante sont particulièrement adaptés aux fluides chargés et aux applications agroalimentaires).
Choisir la technologie du capteur
Capteur de pression piézorésistif : la pression exerce une force sur un élément sensible qui se traduit par une variation de sa résistance. Ces capteurs sont sensibles, robustes et ont une bonne tenue thermique, mais leur signal de sortie est faible.
Capteur de pression piézoélectrique : la pression exerce une force sur un élément en matériau piézoélectrique, produisant ainsi une tension aux bornes de l'élément. Ces capteurs peuvent avoir une très grande plage de mesure et une très bonne tenue thermique, mais leur signal de sortie est faible et ils sont moins précis que les capteurs piézorésistifs.
Les capteurs piézoélectriques se destinent aux mesures de phénomènes dynamiques (ex: moteurs thermiques, hydraulique...)
Capteur de pression capacitif : la membrane constitue l'une des plaques d'un condensateur. Sous l'effet de la pression, la membrane se déforme et fait varier la capacité du condensateur. Ces capteurs sont précis et sensibles, ils permettent de mesurer des pressions faibles, mais ils ne supportent pas les vibrations.
Conclusion
Le choix d'un capteur de pression dépend de plusieurs éléments qui doivent être pris en compte en fonction de l'application pour laquelle il est destiné. Il est important de choisir un capteur dont la plage de mesure correspond à la plage de pression à mesurer, en tenant compte des conditions normales et des éventuelles variations de pression occasionnelles. La température de fonctionnement et le signal de sortie du capteur doivent également être adaptés à l'application. Enfin, la configuration et le mode de montage du capteur doivent être choisis en fonction du point de mesure et de la facilité d'installation. En fonction de ces critères, vous pourrez sélectionner la technologie de capteur la plus adaptée parmi celles disponibles (piézorésistif, piézoélectrique, capacitif). En prenant le temps de bien sélectionner votre capteur de pression, vous pourrez garantir une mesure précise et fiable de la pression dans votre application.
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