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Répétabilité et reproductibilité des appareils de mesure

Rheonics mesure du capteur

1. Fondamentaux

1.1. Qu’est-ce que la précision ?

La précision est généralement définie par l'écart entre la valeur mesurée et la valeur réelle de la propriété mesurée.

La précision du capteur peut être affectée par divers facteurs tels que l'étalonnage, les conditions environnementales et le capteur. Il montre à quel point la mesure du capteur correspond à la valeur réelle de la propriété mesurée.

Dans la figure 1, nous pouvons comprendre la précision comme le fait de toujours toucher la cible près du centre mais dans des zones différentes.

Figure 1 Qu'est-ce que la précision

1.2. Qu'est-ce que la précision ?

Variation qui existe entre plusieurs mesures du même paramètre de la même caractéristique. Une mesure très précise indique que les mesures sont très proches les unes des autres et présentent une variation minime.

Dans la figure 2, nous frappons la cible autour de la même zone mais loin du centre.

Figure 2 Qu'est-ce que la précision

1.3. Qu'est-ce que la reproductibilité ?

La reproductibilité se produit lorsque différents opérateurs produisent plusieurs fois le même résultat de mesure avec le même instrument dans des conditions différentes. Des configurations bien planifiées avec des contrôles améliorent la cohérence et des protocoles détaillés facilitent la réplication.

Figure 3 Qu'est-ce que la reproductibilité

Mise en situation :

Les opérateurs 1, 2 et 3 mesurent le même fluide 4 fois avec le même capteur.

Figure 4 Exemple d'un bon test de répétabilité

La variation des mesures moyennes entre les opérateurs 1 et 2 est bien inférieure à la variation entre les opérateurs 1 et 3. La reproductibilité de la jauge est donc trop faible.

1.4. Qu’est-ce que la répétabilité ?

La répétabilité d’un capteur fait référence à sa capacité à produire plusieurs fois les mêmes résultats de mesure dans les mêmes conditions. Ainsi, si la même mesure est effectuée plusieurs fois avec le même capteur, les résultats doivent être cohérents.

Figure 5 Qu'est-ce que la répétabilité
2. Quelle est la pertinence des appareils de mesure ?

Des mesures exactes et précises avec une bonne répétabilité et reproductibilité sont essentielles pour garantir des données et des résultats fiables dans divers domaines. Ils constituent la base d’une prise de décision éclairée, du contrôle qualité, de l’innovation et du progrès scientifique. Les efforts visant à améliorer les systèmes de mesure, à réduire les erreurs et à améliorer la cohérence des mesures contribuent aux progrès dans les domaines de la fabrication, de l’ingénierie et de la science.

3. Avantages de Rheonics viscosimètres et densimètres en ligne pour assurer un contrôle strict du processus.
  • Rheonics construit un instrument de processus véritablement en ligne, pour y parvenir, nous garantissons que la reproductibilité et la répétabilité des mesures sont exceptionnelles – généralement meilleures que 0.1 à 1 % pour le viscosimètre SRV.
  • Rheonics exécute des étalons d'étalonnage avec des étalons de viscosité et de densité traçables NIST à différents moments et dans des conditions similaires, garantissant que chaque sonde est évaluée pour des mesures fiables et précises.
  • La cohérence des résultats est essentielle au succès du programme de contrôle qualité du client, car elle garantit que toutes les mesures sont fiables et précises. La répétabilité des mesures permet également de comparer facilement les résultats entre différents lots.
  • De plus, la répétabilité des mesures permet un dépannage rapide et facile lorsqu'un processus ne répond pas aux attentes.
  • Basé sur RheonicsGrâce à la technologie éprouvée de boucle à verrouillage de phase et à porte, l'unité électronique offre des lectures stables, reproductibles et de haute précision sur toute la plage de températures et de propriétés des fluides spécifiées.
  • SRV et SRD sont indépendants de l’opérateur et mesurent en temps réel.
  • Les effets de la température peuvent être compensés en temps réel.
4. Attentes du SRV et du SRD en matière de répétabilité et de reproductibilité

4.1. Viscosimètre de processus en ligne SRV Configuration du test R&R de la sonde

Figure 1 Test de répétabilité effectué dans le capteur SRV

Test 1-Capteur A :

  • Heure : 10h00
  • Viscosité: 40.20 XNUMX cP
  • Température: 29.01 ° C

Test 2-Capteur A :

  • Heure : 10h30
  • Viscosité: 40.50 XNUMX cP
  • Température: 29.04 ° C

Même capteur, même fluide, accord de mesures à deux instants différents. Lié à la stabilité des mesures.

Figure 2 Test de reproductibilité effectué dans le capteur SRV

Test 1-Capteur A :

  • Heure : 10h00
  • Viscosité: 40.20 XNUMX cP
  • Température: 29.01 ° C

Test 2-Capteur B :

  • Heure : 10h30
  • Viscosité: 40.32 XNUMX cP
  • Température: 29.06 ° C

Accord entre deux capteurs, lieux différents, instants différents, même fluide.

4.2. Viscosimètre et densimètre SRD Configuration du test R&R de la sonde

Figure 3 Test de répétabilité effectué dans le capteur SRD

Test 1-Capteur A :

  • Heure : 10h00
  • Viscosité: 154.01 XNUMX cP
  • Densité: 0.8271 g / cc
  • Température: 40.09 ° C

Test 2-Capteur A :

  • Heure : 10h30
  • Viscosité: 154.32 XNUMX cP
  • Densité: 0.8273 g / cc
  • Température: 40.08 ° C

Même capteur, même fluide, accord de mesures à deux instants différents. Lié à la stabilité des mesures.

Figure 4 Test de reproductibilité effectué dans le capteur SRD

Test 1-Capteur A :

  • Heure : 10h00
  • Viscosité: 154.01 XNUMX cP
  • Densité: 0.8271 g / cc
  • Température: 40.08 ° C

Test 2-Capteur B :

  • Heure : 3h45
  • Viscosité: 154.60 XNUMX cP
  • Densité: 0.8278 g / cc
  • Température: 40.05 ° C

Accord entre deux capteurs, lieux différents, instants différents, même fluide.

5. Le mythe de la précision pour les mesures de viscosité en ligne

La précision n'a de sens pour un viscosimètre que lorsqu'il mesure la viscosité d'un fluide newtonien.

Puisque la viscosité décrit la résistance d’un fluide à l’écoulement, presque tous les viscosimètres reposent sur la déformation – le cisaillement – ​​du fluide d’une manière ou d’une autre, puis sur la mesure des effets de ce cisaillement.

La résistance d’un fluide newtonien au cisaillement dépend uniquement de la vitesse à laquelle il est cisaillé. Si le taux de cisaillement est connu, alors la précision avec laquelle sa résistance au cisaillement peut être mesurée définit la précision de la mesure.

Mais il existe de nombreuses difficultés qui entravent la mesure de la viscosité – si nombreuses que la viscosité est presque une quantité mythique qui n’existe pas vraiment pour la plupart des fluides.

Viscosité vs consistance

Presque tout le monde a été confronté à la viscosité de nombreux fluides courants. Le miel, par exemple, est des milliers de fois plus visqueux que l’eau. Le miel met beaucoup plus de temps à s'écouler d'un pot que l'eau. Vous devez travailler plus dur pour frotter le miel entre vos doigts que pour l’eau. Et si vous renversez du miel sur le sol, il met beaucoup plus de temps à se répandre que la même quantité d’eau.

Ce sont toutes des qualités subjectives du miel – nous les percevons comme une « consistance » plutôt que comme un terme plus scientifique et quantitatif comme « viscosité ». Si je vous disais que le miel a une viscosité de 4,000 1 centipoises, mais que la viscosité de l’eau n’est que de XNUMX centipoise, cela ne signifierait pas autant que toutes les expériences subjectives qui font du miel ce qu’il est.

Mais le miel est un fluide presque newtonien – il aurait à peu près la même viscosité si je mesurais sa traînée sur un axe en rotation, la vitesse à laquelle il s'écoule d'un entonnoir calibré (une tasse Zahn, par exemple) ou la vitesse à laquelle il s'écoule à travers un viscosimètre capillaire en verre.

Pour le consommateur de miel, cependant, la consistance compte plus qu’un chiffre décrivant la viscosité. Et c’est le cas de la plupart des produits fluides fabriqués et vendus pour un usage industriel, médical et domestique.

Le ketchup est un exemple courant de fluide non newtonien. Lorsque vous versez du ketchup sur un hamburger, par exemple, il ne se comporte même pas comme un liquide. Il s'étale en flaque d'eau, mais ne continue pas à s'étendre : il s'entasse en un petit tas sur le dessus, qui garde sa forme jusqu'à ce qu'on l'enfonce, que ce soit avec une fourchette ou avec le haut du petit pain.

Le ketchup n'a pas de viscosité ! Il a une consistance – la façon dont il se comporte lorsqu’il essaie de le sortir de la bouteille et la façon dont il repose sur la nourriture. Essayer de mesurer la viscosité du ketchup avec différents types de viscosimètres vous donnera toute une gamme de chiffres dispersés partout. Même essayer de le mesurer avec un simple viscosimètre à broche rotative vous donnera des chiffres différents en fonction de la vitesse de rotation de la broche, de la durée de mesure et du fait que vous ayez déplacé la broche au cours des dernières secondes.

Il est impossible de définir une viscosité pour le ketchup, car toute mesure sera différente de toute autre mesure. Ce dont les fabricants de ketchup ont besoin, c’est d’un moyen de quantifier la consistance du produit : ils veulent maintenir la consistance du ketchup constante, car c’est ce que leurs clients attendent.

Vous ne voulez probablement pas acheter une marque de ketchup qui s’accumule bien sur votre hamburger de temps en temps, mais qui coule sur vos mains et vos vêtements une autre fois.

Technologie des capteurs, principe de fonctionnement et applications

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