Les méthodes de mesure '' étalon ''

Il existe deux méthodes possibles pour mesurer des forces avec grande précision :

  1. La machine étalon à "poids morts", équipement particulièrement onéreux, délicat à utiliser et peu commun.
  2. Les machines d’essais équipées d’étalons de transfert, ou capteurs de référence ou capteur de force étalon. Cette dernière solution est de loin la plus flexible et la moins chère des deux.

Ces capteurs de force étalon de haute qualité sont conçus afin de permettre la calibration et l’étalonnage de toute machine de tests destinée au contrôle qualité, ainsi qu’à la délivrance d’un certificat d’étalonnage officiel.

Les capteurs de force étalon SENSY sont conformes avec les normes ASTM E74 Classes "A5" et "AA" et ISO 376  Classes "1", "0,5" et "00" (Classe "2" également réalisable). Ceux-ci répondent également aux impératifs dictés par les besoins de contrôle de qualité dans le cadre de l’Assurance Qualité (ISO 9000) et les certifications des laboratoires d’étalonnage suivant ISO 17025. Ces capteurs étalons sont également disponibles avec une sortie digitale et un logiciel dédicacé permettant d’assurer une liaison directe avec l’ordinateur améliorant ainsi fortement le rapport qualité-prix de la chaîne de mesure.

La norme ISO 376 a pour objet l’étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la vérification statique des machines d’essais uniaxiaux (par exemple machines d’essai de traction/compression), et elle décrit une procédure de classification de ces instruments.

Par extension, nous avons voulu consacrer cette rubrique à la justification des différents produits SENSY conçus pour la calibration et l’étalonnage de toute machine de tests (force ou couple) destinée au contrôle qualité. Les responsables de laboratoires d’essai y trouveront des informations fort utiles pour les guider dans leur travail.

ISO 376

Etalonnage des capteurs de force et de couple

La relation entre la force appliquée à un dynamomètre ou à un couplemètre ne pouvant pas être déterminée avec précision par calcul, il est nécessaire d’effectuer un étalonnage qui consiste à établir la relation précise entre la force (ou le couple) appliquée au dynamomètre (capteur de couple) - grandeur d’entrée - et le signal électrique qu’il délivre - grandeur de sortie. Concrètement, l’opération consiste à appliquer au dynamomètre des forces connues avec précision et à relever les valeurs fournies par l’équipement électronique associé au capteur de force. Cette opération se fait généralement en appliquant le protocole défini par la norme internationale ISO 376. Cette norme conduit à un classement du dynamomètre selon des critères de précision. Le résultat de l’étalonnage d’un dynamomètre conduit à définir un polynôme mathématique de degré 2 ou 3 qui permet de calculer la valeur de la force appliquée au dynamomètre à partir de l’indication fournie par l’équipement électronique. La formule permettant de calculer l’incertitude sur cette valeur de force fait également partie de l’étalonnage.

Les procédures d’étalonnage utilisées sont de préférence celles reconnues dans le cadre de l’accréditation des laboratoires d’étalonnage selon la norme ISO 17025 (SMB, COFRAC, DKD, UKAS, …).

 

Une autre application des dynamomètres se rapporte aux machines d’essais utilisées pour caractériser la résistance des matériaux ou des produits. Ce domaine est en grande partie couvert par des normes telles que la norme internationale ISO 7500-1 se rapportant aux essais statiques uniaxiaux des matériaux métalliques ou la norme européenne EN 12390 partie 4 pour le béton durci.

Contrairement au dynamomètre, il n’existe pas encore actuellement de norme unifiée qui puisse servir de guide pour l’étalonnage des couplemètres. Cependant, un guide d’étalonnage a été établi par l’organisation européenne de métrologie EURAMET sous la référence cg-14 / V.01 de juillet 2007 et disponible sur le site www.euramet.org.

La norme internationale ISO 6789 donne une procédure d’étalonnage des clés dynamométriques.

Deux documents élaborés par le Bureau International des Poids et Mesure (BIPM) et disponibles sur son site internet constituent les références en métrologie :

  1. Le "Vocabulaire international de métrologie – Concepts fondamentaux et généraux et termes associés (VIM)" est disponible à l’adresse : www.bipm.org/fr/publications/guides/vim.html
    Ce document est également disponible auprès de l’ISO sous la référence "Guide ISO / CEI 99 : 2007"
  1. Le "guide pour l’expression de l’incertitude de mesure (GUM)" est disponible à l’adresse :  www.bipm.org/fr/publications/guides/gum.html