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Le capteur de pression analogique compact de type bâton et le transmetteur de pression de process intelligent (HART) sont tous deux utilisés pour la mesure de pression dans les applications industrielles.
Bien que leur objectif soit identique, leurs spécifications techniques, leurs performances et leurs usages diffèrent fortement. Ces différences se traduisent notamment par des écarts en matière de précision, de stabilité, de fonctionnalités, de robustesse et de coût global d’exploitation.
Une fois les contraintes de l’application clairement définies, il devient possible de déterminer quelle technologie est la plus adaptée.
Cet article examine en détail chacun de ces types, ainsi que leurs avantages et leurs limites, afin de vous aider à faire le bon choix.
Un capteur de pression analogique compact utilise différentes technologies de mesure, parmi lesquelles :
Ces capteurs convertissent directement la pression physique en un signal électrique analogique, généralement de type 4–20 mA ou 0–10 V, sans traitement numérique avancé.
Ils sont largement utilisés dans les applications industrielles simples ou intégrées aux machines.
Le capteur de pression compacte présente plusieurs avantages :
Le capteur de pression compact est généralement moins cher à l’achat que le capteur de pression intelligent.
Le capteur de pression compact est plus petit et plus léger que le transmetteur de pression, ce qui facilite son intégration dans des espaces confinés comme les machines. Ils sont couramment utilisés dans l’aérospatiale, l’automobile, les équipements industriels et les applications médicales.
L’absence de paramétrage ou de configuration logicielle permet une mise en œuvre rapide.
Cependant, l’utilisation d’un capteur de pression compact présente quelques inconvénients.
Le capteur de pression compact a une plage fixe par rapport au capteur de pression HART intelligent. La gamme de pression ne peut pas être réglée par l’utilisateur.
Le signal du transducteur de pression est toujours plus bruité que le signal du transmetteur de pression.
Le capteur de pression compact n’offre pas de linéarisation ou de compensation de température.
Le capteur de pression compact est moins précis que le transmetteur de pression HART intelligent.
Les variations de température ambiante ou de procédé peuvent entraîner un déplacement du zéro et une dérive accrue.
Les capteurs analogiques, en raison de leur conception, sont sujets à une grande dérive que les capteurs de pression intelligents. Par conséquent, les capteurs compacts économiques nécessitent généralement un étalonnage plus régulier, ce qui augmente les coûts de maintenance.
Les transmetteurs de pression de process représente une évolution technologique du capteur de pression analogique.
Il intègre des fonctions de traitement du signal permettant de linéariser, amplifier et compenser la mesure avant sa transmission.
Les transmetteurs de pression intelligents sont conçus pour les applications de surveillance, de contrôle et de régulation de procédés, et constituent un élément clé des systèmes d’automatisation industrielle.
Le signal de sortie est généralement :
L’utilisation d’un capteur de pression intelligent de process par rapport à un capteur de pression compact présente de nombreux avantages :
Le transmetteur de pression industriel, grâce à la linéarisation de la mesure de pression, est plus précis et plus fiable que le capteur de pression compact.
La précision des transmetteurs de pression est de 0,065% ou mieux de la plage de mesure définie.
Les transmetteurs de pression sont compensés contre les variations de température ambiante et de processus.
Cela les rend indépendants des conditions environnementales externes.
Les transmetteurs de pression intelligents peuvent être étalonnés avec des outils en utilisant le protocole HART pour compenser la dérive dans le temps et assurer une stabilité à long terme.
La gamme des transmetteurs de process peut être étalonnée à la demande sur la plage exacte requise pour l’application.
Ils peuvent être réglés sur une plus grande plage de pression.
Ils ont un rapport de réduction de la plage de pression qui permet de modifier leur réglage actuel sur une large plage.
Les transmetteurs de pression de process HART ont une durée de vie plus longue et sont plus durables que les transducteurs de pression.
Un large choix de matériaux et de raccordements au processus est disponible.
Leur construction est robuste grâce à leur conception qui comprend un matériau en acier de haute qualité, des soudures TIG, des boulons et des écrous de qualité supérieure, des joints et des garnitures de qualité supérieure.
Ils sont résistants aux vibrations et bénéficient d’une protection élevée contre la poussière et l’humidité.
Ils peuvent être utilisés pour des applications à haute température avec des séparateurs à diaphragme.
Il y a plusieurs inconvénients à utiliser un transmetteur de pression plutôt qu’un capteur de pression économique type bâton.
Les transmetteurs de pression sont plus chers que les capteurs de pression type bâton, il y a donc un compromis entre le coût et les performances.
Leur taille et leur poids sont plus importants que ceux des capteurs de pression compacts.
Ils ne peuvent donc pas être installés dans l’application pour laquelle ces paramètres sont primordiaux.
Un capteur de pression peut être utilisé pour de nombreuses applications différentes dans la fabrication et l’industrie, lequel choisir pour votre application ?
Différents éléments doivent être pris en compte pour décider du type de capteur qui conviendra le mieux à votre projet : la plage de pression, la précision, les performances, le signal de sortie, la température du processus, la nature du fluide et la gamme de prix.
Le capteur de pression compact au format bâton offre une gamme de pression fixe.
D’autre part, la gamme du transmetteur de pression intelligent peut être adaptée à l’application pour une correspondance parfaite.
La précision du transmetteur de pression HART est de 0,065% ou mieux de la plage de mesure définie, alors que la précision du capteur de pression économique est de 0,25% de la plage complète.
Les performances thermiques et la stabilité à long terme du capteur de pression de process sont 50 fois supérieures à celles d’un capteur de pression compact.
Le signal de sortie analogique du transmetteur de pression est 4-20mA avec le protocole HART alors que le signal de sortie analogique du capteur de pression compact est 4-20mA ou 0-10V sans protocole HART.
La température du capteur de pression économique est limitée à 100°C alors que les transmetteurs de pression de process, grâce à la membrane d’étanchéité, peuvent supporter des températures allant jusqu’à 450°C.
Le protocole Hart permet de régler les paramètres des transmetteurs de pression.Il peut également être utilisé pour l’autodiagnostic afin de contrôler la santé des transmetteurs tout au long de leur vie.Ce protocole de communication n’est pas disponible sur les capteurs de pression compact.
Les transmetteurs de pression HART sont disponibles dans un grand choix de matériaux et de constructions, ce qui les rend plus polyvalents et plus robustes que les capteurs de pression.
Le prix des transmetteurs de pression de process se situe dans une fourchette de 400 à 600 euros, tandis que le prix du capteur de pression compact économique est d’environ 100 à 150 euros.
Cet article explique la principale différence entre un capteur de pression compact de type bâton et un transmetteur de pression de process intelligent HART.
Il a été rédigé pour dissiper toute idée fausse sur les différences entre les différents types de capteurs et pour vous aider à choisir le plus approprié pour votre application.
Les capteurs de pression compacts sont moins chers que les transmetteurs de pression de process, mais ils offrent également moins de fonctionnalités et une précision moindre.
Ils peuvent être choisis lorsque vous n’avez pas besoin d’une grande précision et lorsque vous n’êtes pas strict sur les performances et la dérive de la mesure.
Ils sont économiques et satisfaisants pour les applications avec des plages de pression et des raccords de processus standard.
Les capteurs de pression économiques sont généralement utilisés dans des applications bas de gamme où le coût est une considération majeure.
En raison de sa stabilité et de sa robustesse à long terme, le transmetteur de pression offre de faibles coûts de maintenance et une plus grande disponibilité des équipements que le transmetteur de pression, ce qui le rend moins cher et plus sûr à long terme.
Les transmetteurs de pression offrent plus de fonctionnalités et une plus grande précision.
Lorsque vous comparez le prix d’un capteur de pression à celui d’un transmetteur de pression intelligent de process, il est essentiel de prendre en compte le coût total de possession. (CTP)
Ils constituent un meilleur choix pour les applications plus exigeantes comme dans les industries du pétrole et du gaz, de la pâte et du papier, de la chimie, de l’hydrogène, de l’énergie, du métal et du ciment.
| Critères | Capteur de pression analogique | Transmetteur de pression de process intelligent |
| Fonctionnalités | Signal analogique simple (4-20 mA), Mesure de pression directe sans traitement du signal | Signal analogique simple (4-20 mA) et communication numérique (HART, Profibus), Fonctions de diagnostic avancées, Configuration et ajustement à distance, Intégration facilitée avec des systèmes de gestion et d’automatisation industriels |
| Coûts | Inférieur à l’achat, | Supérieur à l’achat, |
| Cas d’utilisation optimisés | Idéal pour les applications non critiques, Convient lorsque les fonctions avancées ne sont pas nécessaires | Parfait pour les environnements industriels complexes, Nécessaire là où la précision, le contrôle et le diagnostic en temps réel sont critiques |
| Température de fonctionnement | Gamme de température standard | Capable de fonctionner dans des gammes de températures plus élevées jusqu’à 450°C |
| Stabilité et précision | Pas de fonctionnalités pour compenser les variations. Sensibles aux variations de pression et de température | Précision et stabilité supérieures grâce à des algorithmes avancés de compensation et de correction |
| Installation et mise en service | Installation simple. Pas de possibilité de configuration. | Installation flexible grâce à des possibilités de configuration et d’ajustement via pocket HART ou logiciel. |
Un capteur analogique délivre un signal simple (ex. 4–20 mA ou 0–10 V) sans fonctions avancées. Un transmetteur intelligent ajoute des fonctions de traitement du signal (linéarisation, compensation), de diagnostic et souvent une communication numérique (ex. HART).
Lorsque l’application est standard et non critique, que l’encombrement est une contrainte, et que la précision/diagnostic avancés ne sont pas nécessaires. C’est également pertinent quand le coût d’achat est le critère prioritaire.
Quand la précision, la stabilité thermique, la répétabilité et le diagnostic sont importants, ou lorsque l’installation nécessite un réglage fin de la plage de mesure, une calibration facilitée, ou une intégration poussée dans un système d’automatisation.
Le choix dépend des exigences de sûreté, des contraintes environnementales et des procédures de qualification. Les architectures analogiques simples peuvent réduire la complexité, tandis que les transmetteurs intelligents sont pertinents s’ils sont qualifiés et testés pour l’environnement visé.
Sylvain GRAVEROT
Expert en capteurs et transmetteurs de pression
