Etallonage capteur pression

[elekaj34]

Bonjour

Voila, je suis electronicien et je suis en train de réaliser une station météo de fabrication personnelle.

Pour la temperature et l'humidité, les capteurs sont OK. La différence de temperature ne depasse pas 0,5 °C de différence par rapport à un thermomètre au mercure. J'en ai conclu que ma mesure est correcte.

Pour l'humidité, j'ai une erreur qui est toujours de +5% par rapport a un hygromètre electronique de chez oregon scientific. Donc là, a la rigueur je peut tout simplement retirer 5% a ma mesure, mais je pense que la mesure effectuée par le capteur est correcte (5% d'erreur sur l'humidité ne me parait pas énorme).

Par contre, pour la pression, mon capteur me donne (apres conversion tension -> pression selon la doc du constructeur) 1112 hPa ! Bon certes il y a un puissant anticyclone en ce moment au dessus de Montpellier, mais a ce point la je savais pas.

Ma station oregon scientific mesure 1018hPa (1025 hpA apres correction du a mon altitude) . L'aeroport le plus proche (a 8km à vol d'oiseau) m'indique 1026,4 hPa à 9H UTC.

Ma question est comment ce fait il que j'ai une si grande différence (94 hPa tout de même) ?

Puis je simplement soustraire ces 94 hPa a ma mesure (pour avoir la pression réelle a mon altitude) ?

Les capteurs de pression electronique sont ils suffisamment precis pour mesurer la pression atmosphérique (le mien peut mesurer en 138 et 2068 hPa) ?

Cordialement,

Elekaj

[mm91]

bonjour Elekaj,

Ton capteur de pression donne la pression absolue.

A comparer avec 10018 (pression absolue ?), 94 mb ça fait effectivement beaucoup !

1/ que dit la notice du fabricant sur l’étalonnage et la précision du capteur ?

2/ si, OK, il ne reste que la chaîne de mesure (amplificateur ?)

Il ne faut soustraire les 94 mb que si tu es sûr de la linéarité (tracer une courbe sur une large gamme de pression)

Normalement les capteurs de pression sont très précis, mais le tien, vu la grande gamme de mesure n’est peut-être pas très bien adapté pour la pression atmosphérique car normalement, plus la gamme est grande plus la linéarité et la précision sont difficile à obtenir.

[elekaj34]

bonjour Elekaj,

Ton capteur de pression donne la pression absolue.

Oui, il s'agit d'un capteur de pression absolue.

A comparer avec 10018 (pression absolue ?), 94 mb ça fait effectivement beaucoup !

1/ que dit la notice du fabricant sur l’étalonnage et la précision du capteur ?

Oui, 1018 hPa absolu.Pas de spécifications sur la procédure d'étallonage, par contre, le fabricant indique une précision de 0,5%

2/ si, OK, il ne reste que la chaîne de mesure (amplificateur ?)

J'y ai pensé, mais j'ai fait la mesure directement sur la sortie du capteur (chaine d'amplification déconnectée du capteur). Pour info, je mesure 176,92mV (en sortie de capteur) or celui ci a une sensibilité de 11mV/psi (donc 176,92/11 = 16,08 psi = 1109 hPa ou mbar)

Par contre, la doc indique "Pressure sensor, unamplified, uncompensated", par la suite, j'ai vu dans la doc que le uncompensated se referait a la compensation en temperature. Le problème viendrait il de la ? je creuse l'affaire pour m'en assurer.

Normalement les capteurs de pression sont très précis, mais le tien, vu la grande gamme de mesure n’est peut-être pas très bien adapté pour la pression atmosphérique car normalement, plus la gamme est grande plus la linéarité et la précision sont difficile à obtenir.

Oui en effet, je suis assez d'accord avec cette théorie. Je vais voir si je trouve pas un autre capteur mieux adapté.

Cordialement et merci encore,

Elekaj

[Boudu34]

Bonjour.

On a bossé avec des copains sur des capteurs de pression ÉCLAM dans les années 1990.

Ils étaient destinés à mesurer la dépression dans une chambre à vide utilisée par un spectro de masse.

On contrôlait ça après conversion A/D avec un 6800 et il était impératif d'entrer une correction T°.

Pour info

Cordialement

[mm91]

OK, ton calcul est juste.

Par contre pour faire la mesure directement à la sortie du capteur, as-tu bien pris la précaution d’utiliser un millivoltmètre à grande impédance d’entrée ?

(bon, si tu es électronicien excuse moi pour la question !)

Pour des tensions aussi faibles, un simple contrôleur universel peut avoir une résistance interne trop faible et fausser grandement la mesure.

Pour la compensation en température, normalement l’étalonnage est donné pour la « température ambiante », a moins que tu ne fasse ta mesure à l’extérieure, ça ne devrait donc pas jouer beaucoup.

Pour une application baromètre, on fait toujours la mesure à l’intérieure et la variation de température est faible.

Si le constructeur donne 0.5 %, soit tu demandes l’échange, soit tu le ré étalonnes toi-même, ce qui n’est pas très difficile en prenant comme référence une station MF proche, mais surtout, comme je t’ai dis, faire ça avec de nombreux points sur une grande plage de pressions comme j’ai fait ici

Si tu trouves qu'il est linéaire, ça vaut le coup de corriger.

[elekaj34]

OK, ton calcul est juste.

Par contre pour faire la mesure directement à la sortie du capteur, as-tu bien pris la précaution d’utiliser un millivoltmètre à grande impédance d’entrée ?

(bon, si tu es électronicien excuse moi pour la question !)

Oui, l'impedance d'entrée est suffisament grande (10MOhms) devant les quelques 5kOhms de resisatnce de sortie du capteur. Il s'agit d'un multimètre de table type MX553 de chez Metrix (pour info)

Pour la compensation en température, normalement l’étalonnage est donné pour la « température ambiante », a moins que tu ne fasse ta mesure à l’extérieure, ça ne devrait donc pas jouer beaucoup.

Pour une application baromètre, on fait toujours la mesure à l’intérieure et la variation de température est faible.

Oui, la mesure se fasait a l'exterieur, en mettant le capteur a l'interieur la pression est restée stable (baisse de 2 hPa)

Si le constructeur donne 0.5 %, soit tu demandes l’échange, soit tu le ré étalonnes toi-même, ce qui n’est pas très difficile en prenant comme référence une station MF proche, mais surtout, comme je t’ai dis, faire ça avec de nombreux points sur une grande plage de pressions comme j’ai fait ici

Si tu trouves qu'il est linéaire, ça vaut le coup de corriger.

Pour ce qui est de l'etallonage, j'ai fait la correction (pour la pression courante) la pression est descendue de 3 hPa durant la journée. La variation de la pression du capteur est proportionnelle a la baisse réelle.

J'avais 1112 hPa pour 1018 hPa. Lorsque mon baro indiquait 1015 hPa, le mien indiquait 1108,5 hPa.

Je pense qu'une correction est faisable.

Par contre, l'autre solution, serait d'utiliser un capteur différentiel. L'entrée de pression de reference serait bouchée hermétiquement avec du silicone par ex (avec a l'interieur une pression d'air connue qui est celle de la pression du moment, si possible aux alentours des 1013 hpA par ex). L'entrée de mesure serait a l'air libre. En prenant un capteur avec une echelle de +/- 1 psi (soit +/- 68,95 mbar). L'avantage de cette solution, c'est la précision. Le capteur retourne 45mV/psi. Après amplification, la mesure est facile.

J'ai pris +/- 69mbar car je pense que la pression absolue n'est jamais supérieure à 1069 hPa (si Pref=1000hPa) ni inférieure à 931 hPa. De toute facon, le capteur accepte une surpression de +/- 20 psi !

Que pensez vous de cette solution ?

Cordialement,

Elekaj

[mm91]

Bonjour Elekaj,

Je pense qu'une correction est faisable.

Oui, mais sur 3 mb c’est insuffisant. faites une moyenne (en traçant la courbe) d’au moins une dizaine de points entre 1000 et 10025 mb environ.

Par contre, l'autre solution, serait d'utiliser un capteur différentiel. L'entrée de pression de référence serait bouchée hermétiquement avec du silicone par ex (avec a l'intérieur une pression d'air connue qui est celle de la pression du moment, si possible aux alentours des 1013 hpA par ex). L'entrée de mesure serait a l'air libre. En prenant un capteur avec une échelle de +/- 1 psi (soit +/- 68,95 mbar). L'avantage de cette solution, c'est la précision. Le capteur retourne 45mV/psi. Après amplification, la mesure est facile.

J'ai pris +/- 69mbar car je pense que la pression absolue n'est jamais supérieure à 1069 pas (si perf=1000hPa) ni inférieure à 931 pas. De toute façon, le capteur accepte une surpression de +/- 20 psi !

Que pensez vous de cette solution ?

Dans le principe cette solution serait valable, mais je vous la déconseille fortement.1/ Il est pratiquement impossible de faire une référence en bouchant une entrée : vous ne serez jamais sûr que sous la pression il n’y a pas déformation du bouchon et même du boîtier lui-même, ce qui réduirait considérablement la sensibilité différentielle.

Même une fuite infime, dans le temps, va ré-équilibrer les pressions.

De plus la pression du volume d’air enfermé va varier avec la température et aussi les risques de condensation peuvent poser des problèmes.

2/ Les capteurs de pression absolu sont d’une technologie parfaitement éprouvée dans l’industrie depuis longtemps. par rapport à d’autres capteurs, ils sont fiables, précis et fidèles.

Tous les altimètres et les baromètres sont faits avec des capteurs absolus.

J’en ai moi-même construit, la principale difficulté est, comme le dit justement Boudu34, la compensation en température.

C’est pour cela que les stations météo amateur ont toujours la mesure de pression sur la base à l’intérieur de l’habitation.

Quitte à acheter un nouveau capteur, il en existe qui sont faits spécialement pour cette application et qui incorporent directement cette compensation.

Le plaisir de construire soit même ne doit pas conduire à tout réinventer, surtout les parties où une technologie précise et délicate a parfaitement été mise au point depuis longtemps.

Cordialement,

[elekaj34]

Concernant la compensation en temperature, je vais en effet acheter le même capteur de pression (je veut dire même série et donc même marque) mais en version compensée en temperature. De même, la mesure se fera dorenavant en interieur.

Sinon, aprsè demande d'aide auprès du constructeur, celui ma retourné par email une note d'application pour compenser en temperature le capteur. L'avantage, c'est qu'il y a la version hardware et logicielle. J'ai pas encore tester la version hardware. Mais la version logicielle donne de très bon résultat.

L'astuce, c'est que le capteur a pression nulle retourne une tension d'offset qu'il faut soustraire du résultat final.

Je vous passe les détails, mais après soustraction de l'offset et compensation de la temperature (qui est quasi nulle a temperature ambiante), j'ai une pression absolue de 1016,3hPa (1024,1 après correction due aux 63m l'altitude). Pour info, mon baromètre mesure une pression absolue de 1015hPa et MF annonce 1023 hPa. La différence est du alors a une erreur d'étallonage. Pour info, apres toute ces compensation, on rentre largement dans la precision indiquée par le fabriquant (1024,1-1023)/1024,1 = 0,107% d'erreur (le capteur est donné pour 0,5%)

J'estime avoir résolu mon problème même avec un capteur non compensé. J'essaierai avec un capteur compensé pour voir la différence.

Merci a vous tous pour votre aide très précieuse.

Cordialement,

Elekaj

[JeromeR28]

Salut !

Il existe d'excellents capteurs de pression de chez Motorola, notament la série MPX2200. Il est étalonné au laser, compensé en température et son erreur de mesure est très faible. Il délivre une tension de sortie de 0.2mV/kPa avec une erreur maximale de +/-1%. Il peut mesurer des pressions jusqu'à 2000hPa.

Beaucoup de montages "faits-maison" l'utilisent pour mesurer la pression. Son prix tourne autour de 25€.

Comme tu es éléctronicien, tu peux t'inspirer de réalisations déjà faîtes. Quelques liens de schémas ou de documentation (il y en a un paquet sur google) :

_ http://www.electroniquepratique.com/articl...m=12&article=18

_ http://kudelsko.free.fr/barometre/sommaire.htm. Dans le menu en bas à gauche, tu as des sous-repertoires du baromètre, avec schémas, typon, etc.

_ http://arn.gui.free.fr/capteurs.htm

_ http://francis.fortier.free.fr/pression/do...foncatrpres.htm

_ http://www.ac-creteil.fr/Lycees/94/darsonv...PX/TSMPX_05.htm

_ Datasheet du Motorola MPX2200 : http://www.ac-creteil.fr/Lycees/94/darsonv...200_extrait.pdf

JérômeR28, @+

[elekaj34]

Salut !

Il existe d'excellents capteurs de pression de chez Motorola, notament la série MPX2200. Il est étalonné au laser, compensé en température et son erreur de mesure est très faible. Il délivre une tension de sortie de 0.2mV/kPa avec une erreur maximale de +/-1%. Il peut mesurer des pressions jusqu'à 2000hPa.

Beaucoup de montages "faits-maison" l'utilisent pour mesurer la pression. Son prix tourne autour de 25€.

Comme tu es éléctronicien, tu peux t'inspirer de réalisations déjà faîtes. Quelques liens de schémas ou de documentation (il y en a un paquet sur google) :

_ http://www.electroniquepratique.com/articl...m=12&article=18

_ http://kudelsko.free.fr/barometre/sommaire.htm. Dans le menu en bas à gauche, tu as des sous-repertoires du baromètre, avec schémas, typon, etc.

_ http://arn.gui.free.fr/capteurs.htm

_ http://francis.fortier.free.fr/pression/do...foncatrpres.htm

_ http://www.ac-creteil.fr/Lycees/94/darsonv...PX/TSMPX_05.htm

_ Datasheet du Motorola MPX2200 : http://www.ac-creteil.fr/Lycees/94/darsonv...200_extrait.pdf

JérômeR28, @+

Le MPX2200 est mon prochain capteur. Vu que l'ancien capteur a le même brochage et même tension d'alimentation, il y aura juste au niveau hardware a changer la correction d'offset et l'amplification.

Cordialement,

Elekaj