Outil d'étalonnage de thermomètre bilame

Cet outil remplit une fiche d’étalonnage en trois points pour un thermomètre bimétallique. Saisissez la température de référence et les deux relevés effectués à chaque point ; il calcule l’erreur, l’hystérésis et le pourcentage de l’étendue correspondant à chacun des deux.

Qu’est-ce qu’un thermomètre bimétallique ?

Un thermomètre bimétallique mesure la température au moyen d’une lame constituée de deux métaux assemblés. Les métaux se dilatent différemment lorsqu’ils sont chauffés, ce qui fait fléchir la lame. Celle-ci est généralement enroulée en spirale et fait tourner une aiguille sur un cadran.

Comme la spirale est une pièce mécanique, elle ne revient pas exactement à la même position lorsque la température baisse que lorsqu’elle monte. Cette différence est appelée hystérésis, et l’étalonnage permet de la mesurer.

Pourquoi trois points ?

L’étalonnage vérifie l’instrument sur toute son étendue de mesure. Trois points constituent le minimum habituel :

• le point zéro, à l’extrémité basse de l’étendue
• le point médian, près du milieu
• le point pleine échelle, à l’extrémité haute de l’étendue

À chaque point, la température est d’abord atteinte en venant de valeurs inférieures, puis de valeurs supérieures, afin d’enregistrer les deux directions.

Formules

$e_r = r - s$

$e_f = f - s$

$h = \left| r - f \right|$

$S = a - b$

$p = \frac{x}{S} \times 100$

où $e_r$ est l’erreur en un point lorsque la température est atteinte en venant de valeurs inférieures et $e_f$ l’erreur lorsqu’elle est atteinte en venant de valeurs supérieures, r et f les relevés effectués dans ces deux directions, s la valeur de référence à ce point, h l’hystérésis, S l’étendue, a et b les valeurs de référence au point pleine échelle et au point zéro, p un pourcentage de l’étendue et x l’erreur ou l’hystérésis exprimée de cette manière.

La valeur de référence est la température indiquée par l’instrument de référence, considéré comme exact. Une erreur positive signifie que le thermomètre indique une température trop élevée ; une erreur négative signifie qu’il indique une température trop basse.

Exemple détaillé

Un thermomètre de 0 à 100 °C est vérifié en trois points.

L’étendue est 100 − 0 = 100 °C. L’erreur maximale est de +1,40 °C, soit 1,40 % de l’étendue. L’hystérésis maximale est de 0,60 °C, soit 0,60 % de l’étendue.

Interprétation du résultat

La précision de l’instrument est normalement indiquée en pourcentage de l’étendue ; ce sont donc ces pourcentages qu’il faut comparer à la classe de précision du fabricant. Un thermomètre de classe 1 est censé rester dans une limite de 1 % de l’étendue.

Une forte hystérésis accompagnée de faibles erreurs indique généralement un frottement ou une spirale usée, plutôt qu’un décalage de l’échelle. Une erreur à peu près de même amplitude aux trois points indique que l’aiguille est simplement décalée ; elle peut souvent être remise à zéro au moyen de la vis de réglage du zéro.

Foire aux questions

Pourquoi le point zéro ne doit-il pas être inférieur à 0 °C ?

Dans cette fiche, le point zéro est la limite inférieure de l’étendue de mesure certifiée. L’outil le maintient à 0 °C ou au-dessus, afin que l’étendue soit mesurée à partir de la limite basse vers le haut.

Quelles sont les causes de l’hystérésis dans un thermomètre bimétallique ?

Le frottement dans le mécanisme de l’aiguille et le retard élastique de la spirale bimétallique. La spirale ne se détend pas exactement en suivant le même chemin que pendant le chauffage.

L’erreur doit-elle être mesurée à la montée ou à la descente ?

Les deux. L’enregistrement des deux directions rend l’hystérésis visible. C’est la plus défavorable des deux valeurs qui sert à évaluer l’instrument.

Qu’est-ce que l’étendue de mesure ?

La différence entre les valeurs de référence au point pleine échelle et au point zéro. C’est la largeur de l’étendue étalonnée.

Cette fiche peut-elle être utilisée pour d’autres thermomètres à cadran ?

Oui. La même méthode en trois points et les mêmes formules s’appliquent à tout thermomètre mécanique à cadran, notamment aux modèles à remplissage gazeux ou liquide.