{"id":2601,"date":"2021-02-01T10:45:20","date_gmt":"2021-02-01T10:45:20","guid":{"rendered":"https:\/\/vea.it\/?p=2601"},"modified":"2023-08-28T14:04:58","modified_gmt":"2023-08-28T14:04:58","slug":"metrotronica-temperatura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vea.it\/fr\/metrotronic-temperature\/","title":{"rendered":"Notes de la M\u00c9TROTRONIQUE : temp\u00e9rature"},"content":{"rendered":"

La m\u00e9trologie quitte le laboratoire et entre dans l'usine<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Avec cet article, je vais approfondir l'un des aspects qui influencent le plus les mesures effectu\u00e9es sur la cha\u00eene de production.<\/p>\n\n\n\n

Je vais faire un bref r\u00e9sum\u00e9 pour ceux qui n'ont pas lu l'article pr\u00e9c\u00e9dent.<\/p>\n\n\n\n

Dans le secteur manufacturier, notamment dans le secteur automobile, on a constat\u00e9 une augmentation significative de la demande de mesures effectu\u00e9es directement sur la cha\u00eene de production.<\/p>\n\n\n\n

D'o\u00f9 la n\u00e9cessit\u00e9 de veiller \u00e0 ce que tous les produits soient conformes au cahier des charges, ce qui rend insuffisants les contr\u00f4les statistiques par \u00e9chantillonnage effectu\u00e9s en laboratoire.<\/p>\n\n\n\n

La n\u00e9cessit\u00e9 de sortir du laboratoire implique une s\u00e9rie d'activit\u00e9s non indiff\u00e9rentes, tout ce qui rel\u00e8ve de l'adaptation des instruments m\u00e9trologiques pour qu'ils puissent fonctionner directement et efficacement dans un environnement de production industrielle a \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9 avec le terme \"Metrotronics<\/strong>\", un mot compos\u00e9 de metro(logy)<\/strong> e (mecha)tronic<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Parmi les diff\u00e9rents aspects de la mesure automatique dans un environnement non contr\u00f4l\u00e9, je souligne maintenant l'aspect thermique.<\/p>\n\n\n\n

La temp\u00e9rature est certainement l'un des param\u00e8tres les plus contr\u00f4l\u00e9s dans un environnement de laboratoire, surtout si des mesures de longueur sont effectu\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

Habituellement, dans de nombreux laboratoires de m\u00e9trologie, la temp\u00e9rature est maintenue dans une tol\u00e9rance de \u00b1 1\u00b0.<\/p>\n\n\n\n

Pour avoir une r\u00e9f\u00e9rence tangible de l'incertitude g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par cette tol\u00e9rance, je signale qu'un bloc d'aluminium de 42 mm pour chaque degr\u00e9 centigrade se dilate d'environ 1\u00b5m.<\/p>\n\n\n\n

Dans un environnement de production o\u00f9 la temp\u00e9rature peut varier entre 15 et 35 degr\u00e9s, les effets de cette incertitude sont multipli\u00e9s par dix.<\/p>\n\n\n\n

C'est pourquoi, pour mesurer en laboratoire une pi\u00e8ce de quelques kilos provenant de la production, il faut attendre qu'elle se stabilise pendant plus d'une heure (voir tableau fig.1 - temps de stabilisation - mm).<\/p>\n\n\n\n

Sur la cha\u00eene de production, cependant, la pratique la plus couramment adopt\u00e9e pour r\u00e9duire cette incertitude consiste \u00e0 calibrer les instruments avec des \u00e9chantillons de r\u00e9f\u00e9rence ayant des p\u00e9riodes appropri\u00e9es \u00e0 l'incertitude \u00e0 obtenir, g\u00e9n\u00e9ralement au moins une fois par jour.<\/p>\n\n\n\n

On suppose que la dilatation de l'\u00e9chantillon de r\u00e9f\u00e9rence et la pi\u00e8ce mesur\u00e9e sont \u00e9gales et que l'\u00e9talonnage, ou peut-\u00eatre dans ce cas, il vaut mieux dire la mise \u00e0 z\u00e9ro de l'instrument, permet de compenser la temp\u00e9rature ambiante.<\/p>\n\n\n\n

Un des probl\u00e8mes de cette pratique est que les \u00e9chantillons de r\u00e9f\u00e9rence ne sont souvent pas faits du m\u00eame mat\u00e9riau que l'\u00e9chantillon mesur\u00e9, de sorte qu'ils ont des coefficients de dilatation diff\u00e9rents, ce qui affecte n\u00e9gativement l'incertitude.<\/p>\n\n\n\n

Il existe \u00e9galement des syst\u00e8mes de mesure compens\u00e9s en temp\u00e9rature ou, plus simplement, des tableurs qui transforment l'affichage en tenant compte de la temp\u00e9rature ambiante relev\u00e9e par un thermom\u00e8tre.<\/p>\n\n\n\n

Ici, nous sommes toujours dans le domaine des mesures d'\u00e9chantillons, mais effectu\u00e9es dans un environnement de production. Cette proc\u00e9dure n'est peut-\u00eatre pas correcte d'un point de vue formel, mais elle est encore largement utilis\u00e9e, tout d'abord par les entreprises qui ne disposent pas d'un laboratoire \u00e0 temp\u00e9rature contr\u00f4l\u00e9e, mais aussi par les entreprises qui en ont un et qui utilisent cette proc\u00e9dure pour des contr\u00f4les plus fr\u00e9quents.<\/p>\n\n\n\n

Passons aux syst\u00e8mes de mesure automatique. Que vous utilisiez des sondes LVDT (Linear Variable Displacement Transducer), des \u00e9chelles optiques, des syst\u00e8mes de vision optique, des lasers, ou autres, le principe ne change pas, la temp\u00e9rature fait se dilater la pi\u00e8ce mesur\u00e9e avec tout ce que cela implique. Certains de ces instruments permettent de compenser la temp\u00e9rature, g\u00e9n\u00e9ralement la temp\u00e9rature ambiante, plus rarement celle de la pi\u00e8ce analys\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

La mesure de la temp\u00e9rature de la pi\u00e8ce semble \u00eatre l'action la plus logique, mais dans la pratique, la rapidit\u00e9 avec laquelle les mesures sont normalement effectu\u00e9es par ces syst\u00e8mes automatiques ne permet pas une lecture fiable de la temp\u00e9rature.<\/p>\n\n\n\n

En effet, les sondes thermiques de contact comme les thermocouples ou les Pt100 sont tr\u00e8s lentes en raison de l'inertie thermique des mat\u00e9riaux dont elles sont constitu\u00e9es, en revanche, les sondes thermiques infrarouges (pyrom\u00e8tres) sont affect\u00e9es, notamment pour les m\u00e9taux, par le probl\u00e8me de l'\u00e9missivit\u00e9, qui affecte leur pr\u00e9cision.<\/p>\n\n\n\n

De plus, quel que soit le type de sonde que vous utilisez, vous ne mesurerez que la surface ext\u00e9rieure de la pi\u00e8ce, et en m\u00e9trotronique, cette connaissance n'est pas toujours suffisante.<\/p>\n\n\n\n

Les pi\u00e8ces mesur\u00e9es en ligne proviennent souvent de processus qui augmentent la temp\u00e9rature, plus rarement de processus qui la diminuent. M\u00eame dans des conditions de stabilit\u00e9 pr\u00e9sum\u00e9e, c'est-\u00e0-dire \u00e0 partir de pi\u00e8ces provenant d'entrep\u00f4ts ou de proc\u00e9d\u00e9s qui n'affectent pas l'aspect thermique, il est souvent normal de d\u00e9tecter des diff\u00e9rences de quelques degr\u00e9s par rapport \u00e0 la temp\u00e9rature ambiante.<\/p>\n\n\n\n

Dans ces circonstances, il est facile que la temp\u00e9rature moyenne de la pi\u00e8ce ne corresponde pas \u00e0 la temp\u00e9rature de sa surface, et encore moins \u00e0 la temp\u00e9rature ambiante.<\/p>\n\n\n\n

Cependant, la connaissance de la temp\u00e9rature moyenne de la pi\u00e8ce est n\u00e9cessaire pour une mesure correcte, surtout si la pr\u00e9cision requise est inf\u00e9rieure \u00e0 un milli\u00e8me de la mesure.<\/p>\n\n\n\n

Il existe probablement diff\u00e9rentes solutions \u00e0 ces probl\u00e8mes, mais nous avons examin\u00e9 le probl\u00e8me en nous concentrant sur deux aspects.<\/p>\n\n\n\n

La premi\u00e8re consiste \u00e0 r\u00e9aliser une sonde IR suffisamment rapide et r\u00e9p\u00e9table qui, \u00e0 partir de la morphologie de la pi\u00e8ce, compense le probl\u00e8me de l'\u00e9missivit\u00e9 de mani\u00e8re plus efficace que le param\u00e8tre de compensation classique RTC (reflected temperature compensation).<\/p>\n\n\n\n

La seconde consiste \u00e0 appliquer une m\u00e9thode pour conna\u00eetre la temp\u00e9rature moyenne d'un objet qui se refroidit, par exemple. Pour atteindre cet objectif, nous sommes aid\u00e9s par le fait que normalement les pi\u00e8ces mesur\u00e9es dans l'environnement de production sont toujours les m\u00eames et que nous connaissons leurs caract\u00e9ristiques.<\/p>\n\n\n\n

En ayant comme donn\u00e9es de d\u00e9part certaines caract\u00e9ristiques de la pi\u00e8ce comme le volume, la morphologie et la mati\u00e8re, il est possible de d\u00e9terminer certains param\u00e8tres thermodynamiques comme le HTC (Heat Transfer Coefficient) et le nombre de Biot.<\/p>\n\n\n\n

\u00c0 partir de l\u00e0, en mesurant la temp\u00e9rature de surface \u00e0 diff\u00e9rents moments de la cha\u00eene de production, il est possible d'estimer la temp\u00e9rature moyenne au moyen de formules thermodynamiques. L'application de la loi de Fourier pour le flux de conduction dans le solide \u00e0 la surface et de la loi de Newton sur le refroidissement pour la perte par convection \u00e0 la surface, permet d'obtenir des r\u00e9sultats d\u00e9j\u00e0 discrets ; des formules plus complexes permettent une meilleure fiabilit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
prototype du capteur de temp\u00e9rature rapide HCE-TMP-02<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Le r\u00e9sultat de ces deux recherches sont les nouveaux capteurs thermiques, particuli\u00e8rement compacts, de la s\u00e9rie HCE-TMP, qui sont sp\u00e9cialement con\u00e7us pour compenser thermiquement les syst\u00e8mes de mesure en production.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

La m\u00e9trologie sort du laboratoire et entre dans l'usine Dans cet article, je vais examiner l'un des aspects qui influencent le plus les mesures effectu\u00e9es sur la cha\u00eene de production. Voici un bref r\u00e9sum\u00e9 pour ceux qui n'ont pas lu l'article pr\u00e9c\u00e9dent. Dans le secteur manufacturier, en particulier dans l'industrie automobile, la demande de mesures sur la cha\u00eene de production a consid\u00e9rablement augment\u00e9.<\/p>\n

Notes de la M\u00c9TROTRONIQUE : temp\u00e9rature<\/span> Lire la suite \"<\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":524,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"default","ast-global-header-display":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"default","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2601"}],"collection":[{"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2601"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2601\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3435,"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2601\/revisions\/3435"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/524"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2601"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2601"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2601"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}