Erreur générale ou précision?

STS Sensors: Le thème de la précision est souvent la principale considération pour les utilisateurs finaux lors de l'achat d'un transmetteur de pression. Cela implique une terminologie variée relative à la précision, que nous avons précédemment expliquée ici. Toutefois, la précision n'est qu'un aspect partiel d'un autre concept, l'erreur générale, qui apparaît également dans les fiches techniques des transmetteurs de pression. Nous allons développer dans ce qui suit la manière de comprendre cette désignation dans les fiches techniques et le rôle qu'elle doit jouer dans la sélection du capteur de pression approprié.

On peut d'abord affirmer que la précision ne fournit pas d'informations sur l'erreur générale. Cela dépend de divers facteurs, notamment les conditions dans lesquelles le capteur de pression est effectivement utilisé. On peut voir dans la Figure 1 les trois aspects qui composent l'erreur générale : erreurs ajustables, précision et effets thermiques.

Errore regolabile 

Comme on peut le voir dans l'illustration ci-dessus, l'aspect partiel de l'erreur ajustable consiste en des erreurs de point zéro et d'intervalle. La désignation « erreur ajustable » résulte du fait que les erreurs du point zéro et d'intervalle peuvent être facilement identifiées et ajustées. Il s'agit donc d'erreurs dont ne doivent pas s'accommoder les utilisateurs et toutes deux ont certes déjà été corrigées en usine sur les capteurs de pression STS.

La stabilité à long terme, également connue sous le nom d'erreur à long terme ou de décalage à long terme, est à l'origine d'erreurs du point zéro et d'intervalle pendant le fonctionnement. Cela signifie que ces deux erreurs ajustables peuvent réapparaître ou même « empirer » après une utilisation prolongée du capteur. Un étalonnage et un ajustement ultérieur permettent donc de corriger à nouveau ce décalage à long terme. En lire plus sur l'étalonnage et l'ajustement ici.

Précision

L'aspect partiel de la précision apparaît également dans les fiches techniques sous le terme « écart caractéristique de la courbe ». Ce manque de clarté conceptuelle revient à dire que le terme « précision » lui-même n'est soumis à aucune norme définie par la loi.

Le terme englobe les erreurs de non-linéarité, d'hystérèse (pression) et de non-répétabilité (voir la Figure 2). La non-répétabilité décrit les écarts observés lorsqu'une pression est appliquée plusieurs fois de manière consécutive. L'hystérèse se réfère au fait que les signaux de sortie peuvent différer exactement à la même pression selon que l'approche est « ascendante » ou « descendante ». Cependant, ces deux facteurs sont très mineurs dans les transducteurs de pression piézorésistifs. 

La plus grande influence sur la précision, et donc aussi sur l'erreur générale, se résume à la non-linéarité. Il s'agit du plus grand écart positif ou négatif que présente la courbe caractéristique par rapport à une ligne de référence lorsque la pression augmente et diminue. En lire plus sur la terminologie ici.

Effets thermiques

Les fluctuations de température ont une influence sur les valeurs mesurées d'un capteur de pression. Il existe également un effet connu sous le nom d'hystérèse de température. En général, l'hystérèse décrit l'écart d'un système lorsque le même point de mesure est approché de directions opposées. Dans le cas de l'hystérèse de température, cette hystérèse décrit la différence (l'erreur) de signal de sortie à une certaine température lorsque cette température spécifique est approchée à partir d'une température inférieure ou supérieure. Chez STS, cela se situe généralement à 25 °C.

Erreur générale ou précision ?

La question importante soulevée par ces différents aspects consiste à savoir à quoi les utilisateurs doivent accorder le plus d'attention lors de la sélection des capteurs. Cela varie au cas par cas. Étant donné que l'aspect des erreurs ajustables a déjà été corrigé en usine, cela ne joue qu'un rôle subordonné. Dans cet exemple, le capteur doit en général être recalibré et ajusté après un an d'utilisation.

Lors de l'achat d'un nouveau capteur, le double aspect de la précision et des effets thermiques devient désormais décisif. La question clé dans ce contexte est : « Est-ce que je fais mes mesures de pression dans des conditions contrôlées ? » Cela signifie que lorsque les utilisateurs effectuent leurs mesures près de la température de référence pendant l'étalonnage (généralement 25 °C), les effets thermiques peuvent essentiellement être ignorés. Cependant, la désignation de l'erreur totale devient importante lorsque la mesure de la pression est effectuée sur une large plage de températures.

Enfin, nous étudierons une fiche technique relative au transmetteur de pression piézorésistif ATM.1st de STS (Figure 4) :

Les spécifications techniques de l'ATM.1st affichent à la fois la précision et l'erreur totale, où les valeurs de précision sont détaillées pour leurs plages de pression respectives. Les valeurs données découlent de la non-linéarité, de l'hystérèse et de la non-répétabilité à température ambiante. Les utilisateurs souhaitant effectuer des mesures dans des conditions de température contrôlées (température ambiante) peuvent donc s'orienter vers ces valeurs de précision spécifiées.

L'erreur générale représentée dans la fiche technique, d'autre part, inclut les effets thermiques. En outre, l'erreur totale s'accompagne des entrées « typ. » et « max. ». La première décrit l'erreur générale typique. Les capteurs de pression ne sont pas tous absolument identiques et leur précision peut varier légèrement. La précision des capteurs correspond à la distribution de Gauss normale. Cela signifie que 90 % des valeurs mesurées sur toute la plage de pression et de température d'un capteur correspondent à la valeur désignée par une erreur générale typique. Les valeurs mesurées restantes se voient ensuite attribuer une erreur générale maximale.