Performances métrologiques des hygromètres Extraits du fascicule de documentation AFNOR X 15 111

Metrological performances of hygrometers Groupe de travail X15 A de l’AFNOR Présentation : Bernard Crétinon Cetiat - Villeurbanne Résumé Les constructeurs d’hygromètres, mesurant ou déterminant l’humidité relative ou la température de rosée, annoncent les performances métrologiques de leurs différents modèles d’hygromètres, sur les paramètres mesurés, mais rarement sur les paramètres calculés. Le fascicule de documentation AFNOR X 15 111 « Mesures d’humidité - Généralités sur les instruments de mesure - guide de choix et d’utilisation » a pour objectif de permettre aux utilisateurs ou futurs utilisateurs, de connaître les performances métrologiques des différents modèles d’hygromètres, en utilisant « les coefficients de sensibilité » dans l’ensemble du domaine de température et d’humidité spécifié, aussi bien sur les paramètres mesurés que calculés, afin de pouvoir choisir et utiliser l’instrument adapté à leur besoin. Abstract The hygrometer manufacturers which measure or determine the relative humidity or dew point temperature, generaly announce the metrological performances of the various model of hygrometers, concerning the measured parameters, but rarely the calculated parameters. The objective of the french standard AFNOR X 15 111 « Mesures d’humidité - Généralités sur les instruments de mesure - guide de choix et d’utilisation » is to allow the hygrometer users to know the metrological caracteristics with the knowledge of the sensivity factors, on all the temperature and humidity specified range, not only on the measured parameters, but also on the calculated parameters.

1. INTRODUCTION Dans les milieux industriels, la mesure de l’humidité est importante et il n’est pas toujours facile de faire le bon choix des instruments en fonction des différentes possibilités et caractéristiques techniques annoncées par les constructeurs d’hygromètres et leurs distributeurs. L’évolution de l’électronique avec des microprocesseurs de plus en plus performants permet aux hygromètres de fournir aisément d’autres paramètres d’humidité qu’ils ne sont souvent pas capables de déterminer avec une qualité métrologique suffisante pour répondre au besoin des industriels ou laboratoires (E.M.T. : erreur maximale tolérée). Les performances métrologiques pour les paramètres calculés sont différentes selon le paramètre mesuré et selon le domaine de température et d’humidité. Pour déterminer la répercussion des incertitudes des paramètres mesurés sur les incertitudes du ou (des)paramètre(s) calculé(s), il est nécessaire de connaître les « coefficients de sensibilité » décrits dans le fascicule de documentation AFNOR X 15 111.

2.

PRINCIPALES GRANDEURS UTILISÉES ET COEFFICIENTS DE SENSIBILITÉ

2.1. Principales grandeurs utilisées (tableau 1) Les principales grandeurs de l'air humide, mesurées ou calculées dans les différentes applications, sont la température de rosée et l'humidité relative. Elles sont obtenues à partir des mesures réalisées avec des hygromètres mesurant la température de rosée (Td , Tf ), la température humide (Tw ), l'humidité relative (Uw), et des instruments mesurant les paramètres associés tels que la pression (p) et la température (T). Les caractéristiques métrologiques des instruments annoncées par les constructeurs sont exprimées de diverses façons. Dans le cadre des hygromètres, les termes les plus utilisés sont : « précision » 1 (à 23 °C), « exactitude » (à 23 °C). Ces Note 1 : Bien que le mot « précision » ne soit pas considéré comme ayant une signification métrologique au sens du vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie (VIM - voir NF X 07-001), il est très souvent utilisé dans les notices techniques des instruments fournies par le constructeur dans lesquelles le mot « précision » est la plupart du temps utilisé comme caractéristique métrologique. »C’est la raison pour laquelle elle a également été ajoutée dans le fascicule de documentation AFNOR X 15 111, en plus de l’EMT, « l’EMG » (écart maximal garanti). Ceci n’étant pas en contradiction avec le VIM car c’est une donnée supplémentaire qui est définie dans le fascicule de documentation. Astelab 2003

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Performances métrologiques des hygromètres caractéristiques métrologiques associées à un domaine d’utilisation trop réduit, ont conduit certains constructeurs à exprimer sous forme « d’E.M.G » (écart maximal garanti) sur un domaine spécifié en température et en humidité, les caractéristiques de leurs hygromètres. Les « E.M.G. » annoncés ne sont plus comparables avec les « précisions » ou « exactitudes » annoncées précédemment (à 23 °C). Une « précision » en humidité relative de 2 % annoncée à 23 °C peut correspondre à un « E.M.G. » de 4 % à 5 % sur une étendue de température et d’humidité donnée. Dans tous les cas, il s’agit d’une caractéristique indispensable pour s’assurer de l’adéquation de la mesure au besoin exprimé. De plus, d’autres caractéristiques doivent être évaluées afin de déterminer les incertitudes des mesures réalisées lors de l’utilisation de l’hygromètre (par exemple la dérive dans le temps, dans les conditions d’utilisation). Tableau 1 – Caractéristiques métrologiques annoncées par les constructeurs sur les paramètres mesurés pour quelques modèles d’hygromètres Type d’hygromètre

Principe de mesure

Condensation

Mesure de la température de rosée ou de gelée

Variation d’impédance

Variation de la capacité d’un diélectrique polymère en fonction de l’humidité relative Détection des variations de résistivité d’un corps hygroscopique

Psychromètre

Mesure de la température humide

Paramètre mesuré

Domaine usuel d’utilisation

Limites d’emploi

Caractéristiques métrologiques annoncées par les constructeurs sur le paramètre mesuré « Précision » ± 0,2 °C à ± 0,5 °C

Td, Tf (K) Ou θd, θf ( °C)

-90 °C < θd < 100 °C

θmax : 100 °C

Uw, HR (%)

5 % < Uw < 100 % -20 °C< θ < 100 °C

- 50 °C< θ