Etalonnage » Définition, procédure & importance
Mise à jour le : 19.05.2022 | Durée de lecture : 8 minutes
On trouve très souvent la mention « étalonné » dans les offres de multimètres numériques, d’oscilloscopes ou encore de blocs d'alimentations. Les modèles étalonnés sont généralement proposés à un prix légèrement plus élevé que les mêmes modèles non étalonnés.
On pourrait donc supposer que les appareils de mesure étalonnés offrent, dans certaines circonstances, des mesures de meilleure qualité et plus précises que les versions non étalonnées. Or, ce n’est pas le cas.
Nous souhaitons vous expliquer plus en détail ci-après ce qu’est exactement l’étalonnage et pourquoi, dans certains domaines d’application, des appareils étalonnés sont absolument indispensables.
Pour cela, il faut toutefois aborder au préalable la question de la tolérance de mesure. Nous allons vous montrer ce qu’est la tolérance de mesure et comment elle est déterminée à l’aide d’un multimètre.
Avec un écart de 0,05 V, la valeur mesurée se situerait encore dans la plage de tolérance.
Tout appareil de mesure est soumis à certaines tolérances, qui sont inévitables en raison de sa conception, des tolérances des composants et des conditions environnementales. Ces imprécisions de mesure sont indépendantes de la grandeur physique mesurée et entraînent des résultats plus ou moins divergents.
Les fabricants indiquent, dans les caractéristiques techniques, l'amplitude maximale admissible des écarts dans chaque plage de mesure sous la forme d'une tolérance, par exemple ±0,9 %. Pour une tension de 10,00 V, un écart de ±0,9 % correspondrait à un écart maximal de ±0,09 V. Le résultat de la mesure devrait donc se situer entre 9,91 et 10,09 V.
À la précision de base s’ajoutent encore des erreurs d’affichage exprimées en « points ». Celles-ci sont également indiquées par le fabricant. Les erreurs d’affichage dépendent de la plage de mesure et du nombre maximal de « points » de l’appareil de mesure.
Voici un exemple :
Un appareil de mesure de 2 000 points peut afficher une plage comprise entre 0 et 1 999. La virgule ou le point décimal est variable. Ainsi, les tensions allant jusqu'à 1,999 V peuvent être affichées avec trois chiffres après la virgule. Les tensions allant jusqu’à 19,99 V sont affichées avec deux décimales. Dans la plage allant jusqu’à 199,9 V, une décimale supplémentaire est affichée, et pour les tensions supérieures à 200 V, aucune décimale n’apparaît à l’écran. Les décimales définissent également la résolution, c’est-à-dire la plus petite variation de tension affichable.
Dans la plage de mesure allant jusqu’à 20 V, par exemple, la résolution est de 10 mV par point (20 V : 2 000 points = 0,01 V/point).
Si, pour un appareil de mesure de 2 000 points dans la plage allant jusqu'à 20 V, une précision de ± (0,9 % + 4 points) est indiquée, le résultat de la mesure ne doit pas s'écarter de plus de ± 0,13 V (0,09 V + 4 × 0,01 V) lors d'une mesure de tension de 10,00 V. La valeur affichée se situera donc entre 9,87 V et 10,13 V.
Lors de l'étalonnage, une grandeur d'entrée précisément définie, appelée « étalon », est comparée au résultat de mesure du système de mesure à contrôler. L'étalon doit présenter une précision au moins cinq fois supérieure à celle de l'appareil de mesure à contrôler.
En se référant à l'exemple de mesure ci-dessus, un calibrateur délivre une tension de mesure de, par exemple, 10,00000 V, et l'on vérifie si l'appareil de mesure affiche un résultat compris dans les limites de précision.
D'autres mesures sont ensuite effectuées dans la même plage de tension ou avec une autre grandeur mesurée.
Les écarts entre les résultats de mesure sont consignés dans un procès-verbal d’étalonnage. Ce procès-verbal est ensuite joint à l’appareil de mesure.
Le calibrateur émet une tension de mesure que l'appareil de mesure affiche.
Important :
Lors de l'étalonnage, seuls les écarts des résultats de mesure sont consignés avec précision. L'étalonnage n'implique aucune intervention sur l'appareil de mesure, par exemple pour réduire au minimum ces écarts.
Les bricoleurs amateurs qui construisent des circuits électroniques et des systèmes de commande pendant leur temps libre auront certes besoin d’appareils de mesure de bonne qualité, mais certainement pas d’appareils étalonnés.
De même, le multimètre se trouvant dans la boîte à outils d’un mécanicien automobile ou d’un chauffagiste ne doit pas nécessairement être étalonné.
Il en va autrement lorsque des entreprises, des établissements, des administrations et des sites industriels sont certifiés selon la norme ISO 9001 ou une norme similaire.
En vertu de la réglementation en vigueur et dans le cadre de l'assurance qualité visée, ces entités doivent documenter de manière exhaustive les résultats de mesure enregistrés, ainsi que l'étalonnage traçable des instruments de mesure.
Qu'il s'agisse d'alimentations électriques ou d'appareils de mesure, vous trouverez chez Conrad Electronic une grande variété d'appareils étalonnés. Nous avons rassemblé ci-dessous pour vous une petite sélection des principales catégories de produits. Malheureusement, nous ne pouvons pas mentionner ici tous les appareils étalonnés de notre gamme.
Si vous souhaitez savoir si nous proposons l'appareil dont vous avez besoin dans une version déjà étalonnée, il vous suffit d'utiliser les filtres situés au-dessus de la catégorie de produits.
Générateurs de fonctions
Alimentations de laboratoire
Un enregistreur climatique mesure la température et l'humidité de l'air dans le laboratoire d'essais.
Avant de pouvoir étalonner un appareil de mesure, il faut lui laisser suffisamment de temps pour s'acclimater. L'étalonnage est effectué à une température de 22 °C (± 1,5 °C) et à une humidité relative de 50 % (± 10 %). C'est pourquoi les appareils à étalonner sont conservés au moins 12 heures dans la salle d'étalonnage.
L'étalonnage s'effectue à l'aide d'un calibrateur. Ce dernier est capable de générer des tensions, des courants ou des valeurs de résistance très précises. Pour faciliter la procédure et éviter les erreurs de réglage, le calibrateur est commandé automatiquement à l’aide d’un logiciel.
Une fois le type d’appareil de mesure saisi, le programme d’étalonnage sait quelles plages de mesure doivent être contrôlées et quelle est l’écart de mesure maximal admissible.
De plus, d'autres données telles que la raison sociale, le numéro de client, le numéro de série ou les numéros d'inventaire sont saisies dans le procès-verbal d'étalonnage. Le logiciel indique ensuite sur quelle plage de mesure l'appareil doit être réglé. Une fois le réglage effectué et confirmé d'un clic de souris, le calibrateur affiche la première valeur mesurée.
La valeur lue sur l'écran de l'appareil de mesure est alors saisie dans l'ordinateur.
Le programme d'étalonnage calcule ensuite l'écart réel par rapport à la valeur de mesure affichée et détermine si la valeur relevée se situe encore dans les limites de tolérance ou non.
Le calibrateur affiche ensuite la valeur de mesure suivante.
Cette valeur doit également être relevée et saisie par le technicien chargé de l’étalonnage.
Pour chaque plage de mesure, plusieurs valeurs de mesure sont parfois contrôlées (par exemple à environ 10 % et 90 % de la plage de mesure).
Les valeurs mesurées sont relevées et saisies dans le programme d'étalonnage.
Étape par étape, toutes les mesures nécessaires sont alors effectuées et les valeurs mesurées consignées. Lorsque tous les résultats de mesure se situent dans la plage de tolérance, l'appareil de mesure est scellé à l'aide d'un autocollant et renvoyé au client accompagné du procès-verbal d'étalonnage.
Les nouveaux appareils de mesure destinés à la vente sont remis en stock après leur étalonnage. Afin que nos clients reçoivent toujours des appareils de mesure récemment étalonnés, nous surveillons en permanence les stocks actuels et les chiffres de vente.
Procédure à suivre en cas d'erreur
Les valeurs hors tolérance s'affichent en rouge.
Si une ou plusieurs valeurs mesurées se situent hors de la tolérance de mesure, l'étalonnage est tout de même mené à son terme. L'étalonnage effectué servira ultérieurement à prouver la survenue d'une erreur.
L'appareil de mesure est ensuite réajusté. Lors de ce réajustement, qui s'effectue soit à l'aide du potentiomètre de réglage intégré à l'appareil, soit via le logiciel de l'appareil, la valeur affichée est modifiée de manière à ce qu'elle se situe à nouveau dans la plage de tolérance admissible.
Un deuxième étalonnage est ensuite effectué afin de consigner le succès du réajustement.
Les appareils de mesure qui ne peuvent pas être réajustés et qui se situent en dehors des limites de tolérance ne devraient plus être utilisés dans les entreprises certifiées ISO 9001.
L'étalonnage d'un appareil de mesure n'est jamais qu'un instantané. Cela signifie qu'au moment de l'étalonnage, l'appareil respectait ses spécifications et affichait la valeur correcte. Or, les composants techniques sont soumis au vieillissement et à l'usure. On peut donc supposer que les écarts de mesure s'accentuent avec le temps et en cas d'utilisation fréquente.
C’est pourquoi il convient de procéder à des étalonnages réguliers. Nous recommandons de renouveler l’étalonnage tous les 12 mois. Toutefois, si des interventions ont été effectuées sur l’appareil à des fins de réparation, un étalonnage doit être réalisé sans délai.
Notre recommandation est apposée sur l’appareil à l’aide d’un autocollant.
Appareils d’étalonnage étalonnés
Bien entendu, il n’y a pas que les équipements de contrôle de nos clients qui doivent être étalonnés régulièrement. Les calibrateurs que nous utilisons sont eux aussi vérifiés et étalonnés à intervalles réguliers. Les instruments de mesure utilisés pour contrôler nos calibrateurs doivent être bien plus précis que ces derniers, qui sont pourtant déjà très précis. C’est la seule façon de garantir la qualité de la chaîne d’étalonnage et d’assurer une traçabilité sans faille de la documentation.
Quelle est la différence entre un certificat DakkS et un certificat ISO ?
Afin de garantir la qualité et la fiabilité des mesures industrielles, les laboratoires d'étalonnage accrédités travaillent sous la supervision de l'organisme allemand d'accréditation (DakkS). Grâce à l'accréditation DakkS, les certificats délivrés sont valables à l'échelle internationale et garantissent une précision maximale grâce à la traçabilité métrologique.
Un étalonnage selon la norme ISO (Organisation internationale de normalisation) constitue une alternative plus économique aux certificats DakkS. Néanmoins, l’étalonnage ISO tient compte de toutes les lois, normes et directives pertinentes et spécifiques au secteur.
Parallèlement, de nombreux fabricants procèdent à un ajustage selon les normes d’usine lors de la production d’appareils de mesure. Cela vise à garantir la qualité des produits et le respect des limites de tolérance. Aucune attestation écrite ni aucun certificat n’est délivré lors de l’étalonnage en usine.
Que signifie la métrologie ?
La métrologie est la science des unités de mesure et de la mesure. L’instance nationale suprême pour les questions relatives à la métrologie est l’Institut fédéral de physique et de métrologie (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) à Brunswick.
Quelle est la différence entre « étalonner » et « vérifier» ?
Lors d'un étalonnage, une valeur d'entrée précise est comparée à la valeur de sortie d'un instrument de mesure et les écarts sont consignés. Les valeurs d'entrée peuvent correspondre aussi bien à des grandeurs physiques qu'électriques. Les valeurs de sortie peuvent être des signaux électriques, mais aussi simplement des valeurs relevées. Les étalonnages sont effectués par des organismes certifiés.
La vérification est un contrôle de qualité et un marquage conformes aux prescriptions de vérification ; elle est donc soumise à des réglementations légales. Elle est obligatoire pour les instruments de mesure utilisés pour la détermination des prix. Cela concerne par exemple les balances dans les boucheries ou encore les jauges de niveau des pompes à essence et des camions-citernes. La vérification est effectuée par des agents du service de vérification.
Quelle est la différence entre l’étalonnage et l’ajustage ?
Lors de l’étalonnage, seuls les écarts entre la valeur de consigne et la valeur réelle sont déterminés et consignés. Aucune intervention n’est effectuée sur l’appareil à contrôler. Lors de l’ajustage, les valeurs affichées sont modifiées afin qu’un résultat correct soit affiché. Selon le type et la conception de l’instrument de mesure à ajuster, l’ajustage peut être effectué de manière mécanique ou électronique.
À quelle fréquence faut-il étalonner les multimètres ?
Il n'existe aucune disposition légale à ce sujet. Les fabricants émettent des recommandations quant à la fréquence à laquelle l'appareil doit être réétalonné. Ce délai est généralement d'un an. Sur demande, les appareils de mesure peuvent toutefois être étalonnés à des intervalles plus courts.
Le procès-verbal d'étalonnage doit-il toujours accompagner l'appareil de mesure ?
Le procès-verbal d'étalonnage doit être facilement accessible en cas de contrôle. Il est donc tout à fait judicieux de joindre le certificat à l'appareil de mesure. Si les appareils de mesure sont utilisés dans des conditions difficiles et qu'il existe un risque que les documents d'étalonnage soient endommagés, un stockage centralisé au bureau constitue la meilleure solution. Dans tous les cas, les documents doivent être immédiatement accessibles en cas d'audit.