Les baromètres numériques
Il existe des capteurs de pression à haute précision pour toutes les types de pression: pression absolue, pression manométrique et pression différentielle. Pour une courte révision de ces concepts, vous pouvez consulter l’article sur la pression atmosphérique.
Ici, nous nous concentrerons sur un cas de figure des capteurs numériques de pression absolue: le baromètre de précision.
Capteur de pression atmosphérique
Sans entrer dans les détails des circuits électriques impliqués, un capteur de pression atmosphérique numérique est composé d’un transducteur de pression et d’un voltmètre, sur une puce.
Un transducteur de pression, lui, est composé d’un élément qui réagit mécaniquement à la pression atmosphérique et d’un convertisseur qui traduit ensuite ce changement de pression en un signal électrique. Le voltmètre mesure enfin la différence de potentiel (en millivolts) associés au changement de pression. Idéalement, la puce du capteur de pression incorpore des composants qui compensent, entre autres, pour la température du système, afin d’obtenir la meilleure précision possible. Les capteurs de pression à haute précision de Dracal Technologies ont une incertitude de mesure de 150 Pa, ce qui correspond à 0.15% de la pression atmosphérique normale.
Note: Avec une précision de 150 Pa, il est impossible de mesurer une pression différentielle dans une chambre à pression négative, qui n’a que 30 Pa de moins que la pression normale. C’est pourquoi un capteur de haute précision pour la pression différentielle est nécessaire dans ce cas de figure.
Pression atmosphérique et altitude
Les capteurs de pression à haute précision sont maintenant intégrés à certains éléments de la vie quotidienne tels que les téléphones portables et les montres intelligentes par exemple. En combinaison avec un GPS, un baromètre de précision offre une excellente estimation de la topographie d’un lieu. Comment? Parce que la pression atmosphérique varie en fonction de l’altitude.
C’est d’ailleurs cette propriété qu’utilisent les altimètres de précision pour les avions. La pression atmosphérique ne varie pas de façon linéaire avec l’altitude, mais le modèle mathématique de conversion est implémenté dans les altimètres modernes.
Utilisation du canal virtuel d’altitude
Q: Le canal virtuel d’altitude varie même si mon capteur est installé de manière stable. Pourquoi?
R: Le canal virtuel d’altitude est calculé à partir de la pression atmosphérique au niveau de la mer. Celle-ci n’est jamais stable en un seul point à cause des courants d’air de la Terre. Étant donné ces variations, l’altitude semble aussi changer de quelques centimètres. La façon d’utiliser le canal virtuel d’altitude est de l’évaluer plus grossièrement (plusieurs dizaines de mètres), à moins d’être dans un environnement contrôlé en température et en humidité.
Pression atmosphérique, température et humidité relative
On remarque dans l’image ci-dessus que pour la modélisation mathématique de la variation de la pression en fonction de l’altitude, certaines caractéristiques de l’air ont dû être présupposées comme constantes. Il s’agit de la température et du taux d’humidité relative. Une plus grande température fait diminuer la densité de l’air. Un plus grand taux d’humidité va, quant à lui, faire augmenter la densité de l’air. Lorsque la densité de l’air augmente, la masse molaire de l’air augmente. Cela a pour effet d’augmenter la pression atmosphérique pour une altitude donnée.
Note: La température est aussi prise en compte à un autre endroit dans le modèle mathématique. L’effet d’une augmentation de température n’est donc pas aussi simple qu’un lien directement proportionnel.
En résumé
Un capteur de pression atmosphérique mesure une pression absolue. Un baromètre de précision peut avoir un mécanisme de compensation pour la température, afin de fournir la mesure de pression atmosphérique la plus exacte possible, peu importe l’altitude.
Vous souhaitez en connaître davantage sur les utilisations possibles de nos baromètres USB? Peut-être souhaitez-vous nous poser des questions à propos de nos baromètres ou de cet article? Il nous fera plaisir de vous répondre.
Références
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