4 Questions courantes sur l'étalonnage des températures !

Les mesures ne doivent être effectuées que lorsque les résultats sont fiables. Il en va de même pour la mesure de la température. Pour mesurer la température avec précision, vous devez pouvoir vous fier aux résultats de votre thermomètre ou à la sortie électrique de votre thermocouple.

Imaginez que le thermomètre de votre chambre indique 21 ^oC. Comment pouvez-vous être sûr que la température indiquée est correcte ? Peut-être que la température de la pièce est en réalité de 20,5 ^oC, voire de 23 ^oC. Pour pouvoir affirmer avec certitude que la température indiquée est correcte, vous pouvez étalonner le thermomètre !

Qu'est-ce que l'étalonnage de la température ?

La forme la plus simple et la plus répandue d'étalonnage d'un thermomètre est la comparaison. Insérez le thermomètre dans un objet dont vous connaissez la température exacte (par exemple une tasse remplie de glace et d'eau) et regardez ce que le thermomètre indique. Dans le cas de la tasse, le thermomètre doit indiquer une température proche de 0 °C ou 32 °F. Vous pouvez alors ajuster le thermomètre pour qu'il indique la bonne température. Cela peut sembler grossier, mais on peut en fait utiliser la même idée pour étalonner des instruments très précis ! Nous y reviendrons plus tard.

L'étalonnage très précis est appelé étalonnage à point fixe. Pour l'étalonnage du point fixe, le point de fusion, le point de congélation ou le point triple d'une substance spécifique telle que le zinc, l'eau ou l'argon est généré avec une grande précision. Comme nous savons exactement quels devraient être ces points selon l'ITS-90, la mesure indiquée par l'indicateur de température ou le thermomètre peut être évaluée de manière extrêmement détaillée.

Pourquoi l'étalonnage de la température est-il important ? Est-il nécessaire ?

L'importance de l'étalonnage dépend entièrement de l'application. Il importe peu que votre barbecue indique 202 ^oCau lieu de 205 ^oC(pour nous en tout cas !), mais savoir si la fièvre d'un patient est de 39 ^oCou de 41 ^oCfait une énorme différence ! Il s'agit là d'extrêmes et il existe de nombreuses applications différentes avec des exigences différentes en termes de précision de mesure. Parfois, il est nécessaire de savoir que les mesures sont exactes, parfois une certaine imprécision est permise.

Comment savoir si vous devez étalonner votre instrument ?

Cela dépend de la situation et des protocoles d'installation. Si vous constatez une lecture étrange, vous pouvez effectuer un test similaire à celui de la tasse de glace et d'eau et vérifier si votre instrument est proche. Toutefois, il est beaucoup plus courant que des normes soient en place pour les exigences en matière de précision. Cela s'explique généralement par le fait qu'un processus est conçu pour fonctionner dans certaines marges de précision. Une lecture inexacte de la température serait source d'incertitude ! C'est également la raison pour laquelle l'étalonnage est souvent effectué à titre préventif après une période déterminée, généralement tous les ans. Cela permet de s'assurer que les relevés sont toujours fiables et précis.

Comment l'exactitude est-elle généralement identifiée ?

Dans le cas spécifique d'un thermomètre analogique, la précision d'un instrument de haute qualité est généralement exprimée en pourcentage de la plage de mesure totale. Ainsi, si la plage de mesure totale est comprise entre 0 et 100 ^oCet que la précision est de classe 1,0, cela signifie que le thermomètre sera précis à 1 degré Celsius près. Cette précision est également appelée précision sur la pleine échelle. Ainsi, si l'objet que vous mesurez est exactement de 50 ^oC, ce thermomètre spécifique devrait indiquer une valeur comprise entre 49 et 51 ^oC. Si la mesure se situe en dehors de cette plage, le thermomètre est considéré comme imprécis. (Cela explique également pourquoi il est si important de choisir la bonne plage de température, car la mesure d'une température comprise entre 0 et 5 ^oCsur le même thermomètre peut s'écarter de plus de 20 % de la température réelle !)

Pour les thermomètres à résistance, la précision est généralement indiquée par une lettre correspondant à la classe. Les classes les plus courantes sont les classes B, A et AA. La classe B est la moins précise et la classe AA est la plus précise. Ces classes sont définies au niveau international dans la norme IEC 60751. La version la plus récente est disponible ici : IEC 60751:2022.

Lorsqu'un instrument a une précision de classe B, il peut dévier de ± (0,30 + 0,0050 | t |) ^oC, où t est la température réelle absolue. L'écart autorisé est le même pour les plages de mesure positives et négatives et, en raison de la manière dont la précision est définie, l'instrument est autorisé à dévier de plus de degrés à mesure que la plage augmente.

Quelques exemples

Prenons l'exemple d'une température de 100 ^oC. La formule nous donne ± (0,30 + 0,0050 | 100 |) = 0,8 ^oC. L'instrument doit donc indiquer une température comprise entre 99,2 et 100,8 ^oCpour être considéré comme précis.
Prenons maintenant une température plus élevée, par exemple 400 ^oC. La formule nous donne ± (0,30 + 0,0050 | 400 |) = 2,3 ^oC. Cette fois, l'instrument est autorisé à indiquer une température comprise entre 397,7 et 402,3 ^oC.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les thermomètres à résistance en particulier, consultez notre blog sur les thermomètres à résistance ou, si vous êtes plus technique, jetez un coup d'œil à cette explication technique de WIKA.

Pour les thermocouples, un autre système de classes est utilisé, les classes 1 et 2 étant les plus courantes, mais des précisions particulières peuvent également être obtenues. Celles-ci sont définies au niveau international dans une autre norme, la CEI 60584-1. La version la plus récente se trouve ici : IEC 60584-1:2013. Toutefois, comme les thermocouples sont disponibles dans de nombreuses combinaisons de matériaux, la précision de classe 1 n'est pas forcément la même pour tous les types de thermocouples. Étant donné que la plage de mesure des thermocouples est généralement plus élevée que celle des thermomètres ou des thermomètres à résistance, les tolérances sont également un peu plus élevées.

Prenons un exemple. La formule pour la précision de classe 1 d'un thermocouple de type K est ± (1,5 ou 0,0050 | t |) ^oC, la valeur la plus élevée s'appliquant. Notez que la formule comporte désormais "ou" à la place du signe plus et que la valeur initiale est beaucoup plus élevée qu'avec les thermomètres à résistance. De même, la valeur la plus élevée s'applique, de sorte qu'il existe un point jusqu'auquel la précision est stable à 1,5 ^oC, après quoi elle passe à 0,5 % de la température réelle. Pour cette classe spécifique, ce serait à 300 ^oC(0,0050 x 300 = 1,5). Si vous souhaitez en savoir plus sur les thermocouples, consultez ce document technique de WIKA.

La procédure d'étalonnage

Pour cet article, nous nous en tenons aux réponses aux quatre principales questions que nous recevons sur l'étalonnage de la température, mais dans ce blog, nous poursuivons avec une explication plus approfondie de la procédure d'étalonnage, accompagnée d'un exemple.

Si vous souhaitez en savoir plus sur l'étalonnage, les calibrateurs que nous proposons ou tout autre sujet connexe, n'hésitez pas à nous contacter !