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Justesse et répétabilité d'un débitmètre

28 septembre 2021 Chris King

Les caractéristiques d'un débitmètre sont des éléments essentiels lorsqu'il s'agit de choisir un débitmètre adapté à votre application. La justesse (le biais) et la répétabilité sont deux paramètres clés. Commençons par expliquer ce qu’ils signifient :

Justesse d'un débitmètre

La justesse d'un débitmètre correspond au degré de proximité de la mesure par rapport à la valeur réelle (mesurande). Dans le cas des débitmètres, il s'agit du degré de proximité du résultat obtenu avec l'appareil de mesure par rapport au mesurande. Cette valeur est exprimée en pourcentage, p. ex. ±1 %. Cela signifie que toute lecture peut comprendre une marge d'erreur de plus ou moins 1 % par rapport au mesurande. De manière générale, on peut dire que plus ce pourcentage est faible, plus votre débitmètre est juste. Toutefois, La justesse exprimée dépend soit de la pleine échelle PE (Full Scale – FS), soit de la lecture/mesure (Reading – Rd). La signification des termes de justesse en fonction de la pleine échelle ou de la lecture/Mesure sera expliquée plus loin dans cet article de blog. Les débitmètres deviennent de plus en plus précis, en particulier depuis l'avènement des débitmètres massiques. Vous trouverez l'explication plus loin dans cet article.
 

Justesse de mesure et répétabilité

De manière générale, on peut dire que plus ce pourcentage est faible, plus votre débitmètre est juste. Toutefois, La justesse exprimée dépend soit de la pleine échelle PE (Full Scale – FS), soit de la lecture/mesure (Reading – Rd). La signification des termes de justesse en fonction de la pleine échelle ou de la lecture/Mesure sera expliquée plus loin dans cet article de blog.
 

Justesse de mesure et répétabilité d'un débitmètre
Justesse de mesure et répétabilité d'un débitmètre

Répétabilité d'un débitmètre

La répétabilité correspond à la capacité à produire le même résultat dans les mêmes conditions. En d'autres termes, un débitmètre devrait produire les mêmes valeurs de lecture lorsqu'il est utilisé sous les mêmes conditions de mesure. Cette valeur est, elle aussi, exprimée en pourcentage ±.

Si la justesse est généralement mise en avant dans le domaine de la mesure, la répétabilité est le fondement sur lequel repose l’exactitude. Vous pouvez avoir une excellente répétabilité sans justesse, mais vous ne pouvez pas avoir de bonne justesse et donc d’exactitude sans répétabilité élevée. En effet, cela ne sert à rien que le débitmètre soit très juste seulement de temps en temps. Si vos données ne sont pas fiables, si vous obtenez des résultats différents dans les mêmes conditions, il est absolument impossible que ces chiffres soient tous justes.

La justesse est-elle toujours importante ?

Eh bien…non, pas par définition. Mais personne ne veut un appareil de mesure imprécis, mais toutes les applications ne nécessitent pas le même degré de justesse. Il peut être acceptable de s'écarter quelque peu de la référence d’étalonnage, si votre mesure vise uniquement à vous donner une idée du débit qui s'écoule dans une tuyauterie. Toutefois, une telle situation est inacceptable si vous mélangez des produits pharmaceutiques destinés à la santé humaine ou des produits volatils. Pour bien choisir un débitmètre, il est important de connaître le degré d’exactitude auquel votre appareil de mesure doit répondre, car en général, plus un débitmètre est exact, plus son prix est élevé.

Lorsque vous vérifiez les caractéristiques de justesse, celle-ci doit être exprimée en pourcentage de la pleine échelle PE (FS) ou de la lecture/mesure (Rd ou RD). La différence entre ces deux valeurs peut être considérable.
 

Justesse d'un débitmètre versus non-répétabilité
Justesse d'un débitmètre versus non-répétabilité
Pleine échelle PE (FS)
Pleine échelle PE (FS)

Comparaison justesse Pleine échelle (FS) / lecture (Rd)

La justesse pleine échelle (FS) est une indication qui remonte au temps des indicateurs mécaniques, lorsque les résultats de lecture (Rd) dépendaient de graduation sur un cadran. Les débitmètres numériques peuvent désormais donner des résultats de lecture beaucoup plus précis. C'est pourquoi les appareils de mesure récent, haut de gamme, sont présentés avec une justesse en % de la lecture au lieu de la pleine échelle.

Qu'est-ce que la justesse en fonction de la pleine échelle PE (FS) ?

La valeur maximale de l'étendue de mesure est appelée pleine échelle. La définition de la justesse en fonction de la pleine échelle (« Full scale » – FS en anglais) est « le degré de proximité par rapport à la valeur réelle exprimée en pourcentage de la valeur pleine échelle ».

Avec la justesse en fonction de la pleine échelle, le biais absolu ( l’erreur de justesse) reste le même, mais le biais relatif varie à mesure que le débit augmente ou diminue sur la plage de débit. Si l’instrument est étalonné à 1 % de 200 ln/min, alors le biais absolu est de 0,01 × 200 ln/min = 2 ln/min soit 1% de la mesure. Si le débit est de 100 ln/min, le biais reste de 2 ln/min ou 2 % de la mesure, soit un biais relatif deux fois plus élevé.
 

Qu'est-ce que la justesse en fonction de la lecture (Rd ou RD) ?

La définition de justesse en fonction de la lecture (« Reading » – Rd ou RD en anglais) est « le degré de proximité par rapport à la valeur réelle exprimée en pourcentage de la valeur réelle ».

Avec la justesse en fonction de la lecture, le pourcentage est donné par rapport à la lecture de la mesure. Le pourcentage reste le même, peu importe où se situe le débit dans la plage de débit. S'il est de 1 % à 200 ln/min, cela reviendrait à 1 % à 100 ln/min. Par conséquent l'erreur pour un débit de 200 ln/min serait de 2 ln/min mais pour 100 ln/min, elle serait de 1 ln/min et non pas de 2 ln/min de la pleine échelle.

Ainsi, quand la mesure est dans le bas de l’étendue de mesure d’un instrument, la différence entre les justesses « pleine échelle » (FS) et « lecture » peut rapidement augmenter et avoir un impact considérable sur la qualité du produit fini.

Quel débitmètre choisir ?

Comme nous l'avons déjà dit, même si vous ne voulez pas d'un débitmètre imprécis, toutes les applications de mesure de débit n’exigent pas forcément la meilleure métrologie.

En termes de débit massique, le choix du type de capteur utilisé dépend des exigences d’exactitude de l’application et des moyens financiers disponibles. Ainsi, si vous avez besoin d'une très grande exactitude, vous pouvez choisir un débitmètre massique Coriolis. Au contraire, si l’exigence d’exactitude est moindre et l’exigence économique forte, un autre type de débitmètre thermique type CTA (Constant Temperature Anemometry ou anémométrie à température constante), comme les débitmètres MASS-STREAM, peut être retenu.

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