Étalonnage de l'humidité
L'humidité relative est un rapport qui varie avec la température : la mesure de température représente la moitié du travail. Cette page présente les capteurs courants, leur vérification avec des solutions salines et des hygromètres de référence, et le calcul du point de rosée.
Instruments et exactitude typique
| Instrument | Étendue typique | Exactitude typique | Où il est utilisé |
|---|---|---|---|
| Capteur capacitif à polymère | 0 to 100 %RH | ±1 to ±3 %RH | Transmetteurs, enregistreurs de données, CVC, salles propres |
| Capteur résistif | 10 to 95 %RH | ±2 to ±5 %RH | Enregistreurs bon marché et anciens instruments |
| Hygromètre à miroir refroidi | Point de rosée d'environ -60 à +90 °C | ±0,1 à ±0,2 °C de point de rosée | Référence dans les laboratoires d'étalonnage |
| Psychromètre (thermomètres sec et humide) | Environ 5 à 100 %HR | ±2 à ±5 %HR, nécessite un flux d'air régulier | Contrôles sur le terrain et météorologie |
| Transmetteur de point de rosée | Jusqu'à -100 °C de point de rosée | ±1 à ±3 °C de point de rosée | Sécheurs d'air comprimé et de gaz |
| Hygromètre mécanique (à cheveu) | 20 to 90 %RH | ±5 %HR ou moins bien | Indicateurs et musées |
Les capteurs capacitifs dominent, avec des appareils à miroir refroidi comme référence de travail. Les chiffres d'exactitude sont des ordres de grandeur pour comparer les instruments. Utilisez toujours la spécification de l'instrument que vous avez sous les yeux.
Points fixes par sels saturés à 25 °C
| Sel | Humidité relative | Remarques |
|---|---|---|
| Chlorure de lithium (LiCl) | 11.3 %RH | Extrémité sèche, très lent à s'équilibrer |
| Chlorure de magnésium (MgCl₂) | 32.8 %RH | |
| Nitrate de magnésium (Mg(NO₃)₂) | 52.9 %RH | Milieu de plage, proche de l'humidité ambiante |
| Chlorure de sodium (NaCl) | 75.3 %RH | Point de contrôle le plus courant |
| Chlorure de potassium (KCl) | 84.3 %RH | |
| Sulfate de potassium (K₂SO₄) | 97.3 %RH | Sujet aux erreurs de condensation |
Valeurs de Greenspan, utilisées dans l'OIML R 121 et l'ASTM E104. Elles varient avec la température : gardez le récipient à 25 °C ou utilisez la valeur correspondant à votre température.
Étalons de référence et traçabilité
- Hygromètre à miroir refroidi. Mesure directement le point de rosée à partir de la température du miroir à laquelle la condensation se forme ; il est donc raccordé à la température et non à une échelle d'humidité. Utilisé comme référence dans la plupart des laboratoires.
- Générateurs d'humidité. Les laboratoires nationaux réalisent l'humidité avec des générateurs à deux pressions, à deux températures et à flux divisé, et étalonnent les références à miroir refroidi sur ceux-ci.
- Solutions de sels saturés. Un récipient étanche contenant un sel saturé donne une HR connue à une température fixée : environ 11,3 %HR (LiCl), 32,8 (MgCl₂), 52,9 (Mg(NO₃)₂), 75,3 (NaCl), 84,3 (KCl) et 97,3 (K₂SO₄) à 25 °C. Voir OIML R 121 et ASTM E104. Peu coûteux, mais lent et sensible à la température.
- Système qualité. ISO/IEC 17025 pour le laboratoire, avec une incertitude déclarée et une chaîne d'étalonnage jusqu'à l'étalon national d'humidité.
Comment on l'étalonne
Procédure type
- Maintenir l'enceinte ou le récipient à température stable, à ±0,2 °C près, et relever la température au niveau du capteur.
- Placer la référence et les capteurs au plus près les uns des autres, dans le même flux d'air, et laisser tout se stabiliser (15 à 60 minutes par point, plusieurs heures pour les sels).
- Étalonner en plusieurs points, couramment vers 10 à 20, 35, 50, 75 et 90 %HR, à une température donnée comme 23 °C.
- Relever ensemble les lectures de la référence et de l'appareil en essai, avec la température, après une période stable.
- Répéter les points en ordre décroissant pour observer l'hystérésis.
- Calculer l'erreur à chaque point, estimer l'incertitude, puis ajuster ou rapporter les valeurs avant et après réglage.
Là où ça se passe mal
- Gradients de température. À 50 %HR et 25 °C, un écart de 0,5 °C entre le capteur et la référence représente environ 1,5 %HR d'erreur.
- Temps de stabilisation insuffisant. Les capteurs à polymère absorbent l'eau lentement, surtout après une excursion sèche ou humide.
- Sels contaminés ou volume de liquide trop faible. Une solution qui n'est pas réellement saturée donne une mauvaise HR.
- Condensation près de 100 %HR. Les points froids mouillent le capteur et ruinent le point.
- Pression. Le point de rosée varie avec la pression : indiquez la pression quand vous comparez des points de rosée.
Ce qui entre dans le bilan d'incertitude
- Incertitude d'étalonnage et dérive de l'hygromètre de référence.
- Mesure de température au capteur et dans l'enceinte, et homogénéité de la température (une grande part de l'incertitude sur l'HR).
- Stabilité et homogénéité de l'humidité de l'enceinte ou du récipient.
- Résolution, répétabilité et hystérésis de l'appareil en essai.
Combinez les contributions comme dans le calculateur de bilan d'incertitude, puis décidez conforme ou non conforme avec une bande de garde comme expliqué sur la page des calculateurs.
Calculateurs
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