Selon l’Organisation internationale de normalisation, la norme ISO 2533:1975 définit la pression atmosphérique standard de 101 325 Pa (1 atm, 1013,25 mbar ou 14,6959 psi). La pression barométrique atmosphérique ambiante est dynamique sur la Terre et varie en fonction du temps, du climat et de l’altitude. Les variations typiques de la pression barométrique au niveau de la mer vont de 925 à 1 050 hPa. La pression à la surface de la Terre diminue d’environ 0,1 hPa par mètre (jusqu’à environ 6 km d’altitude).
Pour un calcul plus précis de la dépendance de la pression atmosphérique en fonction de l’altitude, la température de l’air doit également être prise en compte.
Capteur de pression absolue
La pression absolue est la grandeur de pression mesurée par rapport à zéro qui, en termes de pression, est un vide parfait. A titre d’exemple, la mesure de la pression absolue est utilisée pour mesurer les variations de la pression barométrique dues aux changements de conditions météorologiques.
Un capteur de pression absolue à base de diaphragme a un côté du diaphragme exposé à une cavité à vide scellée de façon permanente intégrée dans l’élément capteur et l’autre côté du diaphragme exposé au milieu de pression appliqué à mesurer.
Capteur de pression relative
La pression relative est la grandeur de pression mesurée par rapport à la pression atmosphérique ambiante. Les transducteurs de pression avec un capteur de pression manométrique à base de diaphragme a un côté du diaphragme exposé à la pression atmosphérique ambiante et l’autre côté du diaphragme est exposé à la pression appliquée.
Les capteurs de pression manométrique fourniront une lecture de pression négative lorsqu’ils sont exposés au vide et une lecture positive lorsqu’ils sont exposés à une pression supérieure à la pression atmosphérique. A la pression atmosphérique ambiante, la pression est égalisée entre les deux côtés du diaphragme et le capteur fournira une lecture nulle.
Une variante du capteur de pression à jauge est le capteur de pression à jauge étanche où un côté du diaphragme est exposé à une cavité étanche avec une pression statique de 1 bar équivalente à la pression atmosphérique standard. Les capteurs à jauge scellée sont typiquement utilisés pour les capteurs à haute pression où il n’est pas pratique, du point de vue de la sécurité, d’avoir le milieu à haute pression séparé de l’atmosphère par seulement un mince diaphragme.
Capteur de pression différentielle
La pression différentielle est une pression mesurée entre deux forces de pression indépendantes.
Capteurs de pression avec un capteur de pression différentielle à membrane dont un côté de la membrane est exposé à un milieu de pression et l’autre côté de la membrane à un deuxième milieu de pression. La valeur de la pression différentielle est la différence de pression entre les deux milieux de pression.
Capteur de pression indirecte
Les niveaux de pression de gaz inférieurs à la pression atmosphérique sont appelés vide. Dans les applications sous vide, il est courant de mesurer la pression de manière indirecte. En raison de la faible densité du gaz à des pressions inférieures à 1 × 10-5 hPa (vide poussé), la force exercée par le gaz ne peut pas être mesurée par des méthodes directes telles que la déviation d’un diaphragme.
Au lieu de cela, la pression est mesurée dans les applications de vide poussé par des techniques indirectes de mesure de la pression. A titre d’exemple, la pression peut être déterminée de manière indirecte par la mesure de la conductivité thermique vers le milieu gazeux sous pression à partir d’un fil chaud suspendu dans un tube ou d’un élément résistif chaud sur un diaphragme en silicium micro-usiné. La jauge Pirani à fil chaud peut être utilisée pour mesurer la pression jusqu’à 1 × 10-4 hPa. La jauge Pirani MEMS présente l’avantage d’une plus grande plage de mesure dynamique et une innovation récente dans la technologie des jauges à vide a permis d’étendre la plage de mesure jusqu’à 1 × 10-6 hPa.
Pour mesurer la pression dans la gamme de l’ultravide, on utilise des jauges à ionisation à cathode chaude ou froide. Ce type de jauges mesure indirectement par ionisation des molécules de gaz et peut être utilisé pour mesurer la pression jusqu’à 1 × 10-12 hPa.
Discussion et conclusions
La mesure de la pression et du vide est largement utilisée dans les applications industrielles et scientifiques. Elle peut être mesurée avec de nombreux types de capteurs, de techniques et de technologies de mesure. Le choix de la technique de mesure et du type de capteur dépend de l’application et des exigences.