V-17 — Correction du volume des étalons en fonction de la température

Catégorie : Volume
Date de publication : 2018-07-12
Entrée en vigueur : 2018-07-12
Numéro de révision : 2
Remplace : 1


Table des matières


1.0 Portée

Ce bulletin porte sur les étalons locaux à col étroit qui peuvent être utilisés pour étalonner ou certifier des appareils de mesure du volume ou d'autres étalons.

2.0 Objectif

Le présent bulletin vise à définir la politique concernant la correction du volume indiqué par un étalon afin de tenir compte des changements volumétriques attribuables à la dilatation ou à la contraction du matériau de fabrication lorsque la température réelle est différente de la température de référence.

3.0 Références

Les tableaux figurant à l'annexe fournissent les facteurs de correction du volume applicables aux différents étalons de taille normalisée en fonction d'une large gamme de températures. Pour en savoir plus, consultez les documents suivants :

4.0 Contexte

Les étalons sont étalonnés à un volume donné en fonction d'une température de référence, qui est habituellement de 15 °C dans le cas des étalons à col étroit utilisés dans les domaines pétrolier et chimique. Si un étalon est utilisé à une température autre que la température de référence, une correction doit être appliquée pour tenir compte de la dilatation ou de la contraction du matériau utilisé pour fabriquer l'étalon.

Il est important de comprendre que le volume d'un étalon change en fonction de la température et que ce changement varie d'un matériau à l'autre. Pour cette raison, le volume réel d'un étalon doit être calculé sur la base de la température d'utilisation. Cela signifie également que les étalons dont le matériau de fabrication n'est pas le même doivent faire l'objet d'une correction particulière, même si la température est identique. Par exemple, la dilatation cubique de l'acier inoxydable correspond à environ une fois et demie celle de l'acier doux. Le volume d'un étalon en acier inoxydable changera donc beaucoup plus rapidement que celui d'un étalon en acier doux à mesure que la température d'utilisation s'éloignera de la température de référence.

Mesures Canada considère qu'il est essentiel de procéder à une correction du volume en fonction de la température lors de la mise à l'essai des compteurs à l'aide d'étalons. Bien qu'il soit possible d'effectuer la correction à l'aide d'une formule et du coefficient approprié pour l'étalon, il est parfois plus simple de se référer aux tableaux des corrections qui se trouvent en annexe.

5.0 Politique

Les inspecteurs de Mesures Canada et les fournisseurs de services autorisés par Mesures Canada à inspecter des appareils doivent appliquer aux étalons volumétriques de 50 L et plus un facteur de correction du volume en fonction de la température de référence (p. ex. de 15 °C) lorsqu'ils effectuent des inspections ou des examens de compteurs à l'aide des marges de tolérance en service. Tous les étalons, indépendamment de leur dimension, doivent faire l'objet d'une correction pour la température lorsque des marges de tolérance à l'acceptation sont appliquées.

Cette correction repose toujours sur le coefficient cubique de dilatation thermique du matériau de la paroi de l'étalon. Si cette information n'est pas indiquée sur la plaque signalétique ou dans la documentation de l'appareil, veuillez communiquer avec Mesures Canada pour savoir comment déterminer le coefficient approprié.

Le facteur de correction doit être arrondi au 0,1 °C le plus près. Puisque les tableaux présentent les facteurs de correction au 1,0 °C le plus près, une interpolation linéaire doit être utilisée pour déterminer le facteur de correction lorsque la température n'est pas un nombre entier. Cette étape supplémentaire n'est pas requise lorsque la formule est utilisée.

6.0 Calculs

Pour calculer la variation de volume d'un étalon attribuable à la dilatation ou à la contraction de sa paroi, vous devez connaître le coefficient cubique de dilatation par degré Celsius pour le matériau avec lequel l'étalon est fabriqué. Cette donnée peut être obtenue auprès du fabricant et est généralement marquée sur la plaque signalétique de l'étalon. Si vous ne trouvez pas cette information, veuillez communiquer avec votre spécialiste en volumétrie. Le tableau 1 contient quelques valeurs couramment reconnues.

Tableau 1 : Coefficient cubique de dilatation (CCD) pour certains matériaux courants
Matériau Coefficient cubique de dilatation / °C
Acier doux 0,000 033 5 ou 3,35 x 10-5
Acier inoxydable de type 304 (18/8) 0,000 051 8 ou 5,18 x 10-5
Acier inoxydable de type 316 0,000 045 4 ou 4,54 x 10-5
Verre borosilicaté (Pyrex®, Bomex®, etc.) 0,000 010 0 ou 1,00 x 10-5

Vous devez également connaître la température de base ou de référence qui a été utilisée lors de l'étalonnage de l'étalon (habituellement 15 °C) et la température de la paroi de l'étalon au moment de son utilisation (lecture).

Remarque : Les étalons en verre borosilicaté (p. ex. Pyrex®, Bomex®) sont généralement étalonnés à une température de référence de 20 °C.

Remarque : Les étalons pour application sanitaire utilisés pour le lait sont généralement étalonnés à une température de référence de 4,4 °C et sont toujours fabriqués en acier inoxydable.

En général, la température de la paroi de l'étalon est mesurée à l'aide d'un thermomètre qui se trouve dans un puits thermométrique, lequel est plongé dans le corps de l'étalon. Même si c'est la température du liquide du récipient qui est ainsi mesurée, on estime qu'elle est représentative de la température de la paroi de l'étalon une fois que la température est stabilisée. La formule est la suivante :

Cts = (T – Tref)  × CCE × volume de l'étalon

Exemples

La lecture prise sur la plaque graduée d'un étalon de 1 000 L en acier doux à 20 °C doit être ajustée comme suit :

Cts = (20 °C – 15 °C) × 0,0000335 / °C × 1 000 L = +0,168 L (+168 mL)

Pour obtenir la valeur exacte, il faut ajouter 0,168 L (168 mL) à la valeur indiquée sur l'étalon. Par conséquent, s'il est indiqué 999,832 L sur la plaque graduée à 20 °C, le volume réel dans l'étalon est de 999,832 L + 0,168 L = 1 000 L.

La valeur indiquée sur la plaque graduée d'un étalon de 2 500 L en acier inoxydable de type 304 à –12 °C doit être ajustée comme suit :

Cts = (–12 °C – 15 °C) × 0,0000518 / °C × 2 500 L = -3,497 L

Pour obtenir la valeur exacte, il faut soustraire 3,497 L à la valeur indiquée sur l'étalon. Donc, s'il est indiqué exactement 2 500 L à –12 °C sur la plaque graduée, le volume réel dans l'étalon est de 2 500 L – 3,497 L = 2 496,503 L.

Autre calcul

Les tableaux figurant à l'annexe comportent une colonne pour le facteur de correction du volume. Ce facteur est le multiplicateur à utiliser pour calculer le volume réel de l'étalon à une température donnée. Le volume corrigé d'un étalon, à la ligne du zéro sur la plaque graduée, correspond au volume indiqué multiplié par le facteur à la température observée.

Par exemple, le facteur de correction d'un étalon de 100 L en acier doux utilisé à 0 °C est de 0,99950.

À 0 °C, si la valeur indiquée sur l'étalon est de 100 L, le volume réel dans l'étalon est en fait de 99,950 L (100 L × 0,99950). En d'autres mots, la valeur indiquée est supérieure de 50 mL au volume réel contenu dans l'étalon.

Dans le cas du facteur de correction pour 100 L à 0 °C, le tableau indique –0,050 L, ce qui signifie qu'il faut soustraire 50 mL au volume indiqué pour obtenir le volume réel.

Clarification

7.0 Révisions

La révision 2 visait à :

La révision 1 visait à :

Annexe : Correction du volume indiqué par les étalons à la température d'essai

Remarque : Ces facteurs de correction sont seulement valides pour les étalons ayant une température de référence de 15 °C et sont indiqués en litres, arrondis au 0,001 L (1 mL) le plus près. Dans tous les cas, la correction indiquée à la température observée est ajoutée à la valeur indiquée sur l'étalon.

Tableau A.1 : Correction du volume indiqué (en litres) par les étalons en acier inoxydable (type 304 ou 18/8) à la température d'essai
Température de la paroi de l'étalon en degrés Celsius Facteur de correction du volume Volume à ajouter à la valeur indiquée sur des étalons
ayant différentes dimensions nominales (50 L à 2 500 L)
50 L 100 L 250 L 500 L 1 000 L 1 500 L 2 500 L
-30,0 0,99767 -0,117 -0,233 -0,583 -1,166 -2,331 -3,497 -5,828
-29,0 0,99772 -0,114 -0,228 -0,570 -1,140 -2,279 -3,419 -5,698
-28,0 0,99777 -0,111 -0,223 -0,557 -1,114 -2,227 -3,341 -5,569
-27,0 0,99782 -0,109 -0,218 -0,544 -1,088 -2,176 -3,263 -5,439
-26,0 0,99788 -0,106 -0,212 -0,531 -1,062 -2,124 -3,186 -5,310
-25,0 0,99793 -0,104 -0,207 -0,518 -1,036 -2,072 -3,108 -5,180
-24,0 0,99798 -0,101 -0,202 -0,505 -1,010 -2,020 -3,030 -5,051
-23,0 0,99803 -0,098 -0,197 -0,492 -0,984 -1,968 -2,953 -4,921
-22,0 0,99808 -0,096 -0,192 -0,479 -0,958 -1,917 -2,875 -4,792
-21,0 0,99814 -0,093 -0,186 -0,466 -0,932 -1,865 -2,797 -4,662
-20,0 0,99819 -0,091 -0,181 -0,453 -0,907 -1,813 -2,720 -4,533
-19,0 0,99824 -0,088 -0,176 -0,440 -0,881 -1,761 -2,642 -4,403
-18,0 0,99829 -0,085 -0,171 -0,427 -0,855 -1,709 -2,564 -4,274
-17,0 0,99834 -0,083 -0,166 -0,414 -0,829 -1,658 -2,486 -4,144
-16,0 0,99839 -0,080 -0,161 -0,401 -0,803 -1,606 -2,409 -4,015
-15,0 0,99845 -0,078 -0,155 -0,389 -0,777 -1,554 -2,331 -3,885
-14,0 0,99850 -0,075 -0,150 -0,376 -0,751 -1,502 -2,253 -3,756
-13,0 0,99855 -0,073 -0,145 -0,363 -0,725 -1,450 -2,176 -3,626
-12,0 0,99860 -0,070 -0,140 -0,350 -0,699 -1,399 -2,098 -3,497
-11,0 0,99865 -0,067 -0,135 -0,337 -0,673 -1,347 -2,020 -3,367
-10,0 0,99871 -0,065 -0,130 -0,324 -0,648 -1,295 -1,943 -3,238
-9,0 0,99876 -0,062 -0,124 -0,311 -0,622 -1,243 -1,865 -3,108
-8,0 0,99881 -0,060 -0,119 -0,298 -0,596 -1,191 -1,787 -2,979
-7,0 0,99886 -0,057 -0,114 -0,285 -0,570 -1,140 -1,709 -2,849
-6,0 0,99891 -0,054 -0,109 -0,272 -0,544 -1,088 -1,632 -2,720
-5,0 0,99896 -0,052 -0,104 -0,259 -0,518 -1,036 -1,554 -2,590
-4,0 0,99902 -0,049 -0,098 -0,246 -0,492 -0,984 -1,476 -2,461
-3,0 0,99907 -0,047 -0,093 -0,233 -0,466 -0,932 -1,399 -2,331
-2,0 0,99912 -0,044 -0,088 -0,220 -0,440 -0,881 -1,321 -2,202
-1,0 0,99917 -0,041 -0,083 -0,207 -0,414 -0,829 -1,243 -2,072
0,0 0,99922 -0,039 -0,078 -0,194 -0,389 -0,777 -1,166 -1,943
1,0 0,99927 -0,036 -0,073 -0,181 -0,363 -0,725 -1,088 -1,813
2,0 0,99933 -0,034 -0,067 -0,168 -0,337 -0,673 -1,010 -1,684
3,0 0,99938 -0,031 -0,062 -0,155 -0,311 -0,622 -0,932 -1,554
4,0 0,99943 -0,028 -0,057 -0,142 -0,285 -0,570 -0,855 -1,425
5,0 0,99948 -0,026 -0,052 -0,130 -0,259 -0,518 -0,777 -1,295
6,0 0,99953 -0,023 -0,047 -0,117 -0,233 -0,466 -0,699 -1,166
7,0 0,99959 -0,021 -0,041 -0,104 -0,207 -0,414 -0,622 -1,036
8,0 0,99964 -0,018 -0,036 -0,091 -0,181 -0,363 -0,544 -0,907
9,0 0,99969 -0,016 -0,031 -0,078 -0,155 -0,311 -0,466 -0,777
10,0 0,99974 -0,013 -0,026 -0,065 -0,130 -0,259 -0,389 -0,648
11,0 0,99979 -0,010 -0,021 -0,052 -0,104 -0,207 -0,311 -0,518
12,0 0,99984 -0,008 -0,016 -0,039 -0,078 -0,155 -0,233 -0,389
13,0 0,99990 -0,005 -0,010 -0,026 -0,052 -0,104 -0,155 -0,259
14,0 0,99995 -0,003 -0,005 -0,013 -0,026 -0,052 -0,078 -0,130
15,0 1,00000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
16,0 1,00005 0,003 0,005 0,013 0,026 0,052 0,078 0,130
17,0 1,00010 0,005 0,010 0,026 0,052 0,104 0,155 0,259
18,0 1,00016 0,008 0,016 0,039 0,078 0,155 0,233 0,389
19,0 1,00021 0,010 0,021 0,052 0,104 0,207 0,311 0,518
20,0 1,00026 0,013 0,026 0,065 0,130 0,259 0,389 0,648
21,0 1,00031 0,016 0,031 0,078 0,155 0,311 0,466 0,777
22,0 1,00036 0,018 0,036 0,091 0,181 0,363 0,544 0,907
23,0 1,00041 0,021 0,041 0,104 0,207 0,414 0,622 1,036
24,0 1,00047 0,023 0,047 0,117 0,233 0,466 0,699 1,166
25,0 1,00052 0,026 0,052 0,130 0,259 0,518 0,777 1,295
26,0 1,00057 0,028 0,057 0,142 0,285 0,570 0,855 1,425
27,0 1,00062 0,031 0,062 0,155 0,311 0,622 0,932 1,554
28,0 1,00067 0,034 0,067 0,168 0,337 0,673 1,010 1,684
29,0 1,00073 0,036 0,073 0,181 0,363 0,725 1,088 1,813
30,0 1,00078 0,039 0,078 0,194 0,389 0,777 1,166 1,943
31,0 1,00083 0,041 0,083 0,207 0,414 0,829 1,243 2,072
32,0 1,00088 0,044 0,088 0,220 0,440 0,881 1,321 2,202
33,0 1,00093 0,047 0,093 0,233 0,466 0,932 1,399 2,331
34,0 1,00098 0,049 0,098 0,246 0,492 0,984 1,476 2,461
35,0 1,00104 0,052 0,104 0,259 0,518 1,036 1,554 2,590
36,0 1,00109 0,054 0,109 0,272 0,544 1,088 1,632 2,720
37,0 1,00114 0,057 0,114 0,285 0,570 1,140 1,709 2,849
38,0 1,00119 0,060 0,119 0,298 0,596 1,191 1,787 2,979
39,0 1,00124 0,062 0,124 0,311 0,622 1,243 1,865 3,108
40,0 1,00130 0,065 0,130 0,324 0,648 1,295 1,943 3,238
Tableau A.2 : Correction du volume indiqué (en litres) par les étalons en acier doux (tout type) à la température d'essai
Température de la paroi de l'étalon en degrés Celsius Facteur de correction du volume Volume à ajouter à la valeur indiquée sur des étalons
ayant différentes dimensions nominales (50 L à 2 500 L)
50 L 100 L 250 L 500 L 1 000 L 1 500 L 2 500 L
-30.0 0,99849 -0,075 -0,151 -0,377 -0,754 -1,508 -2,261 -3,769
-29,0 0,99853 -0,074 -0,147 -0,369 -0,737 -1,474 -2,211 -3,685
-28,0 0,99856 -0,072 -0,144 -0,360 -0,720 -1,441 -2,161 -3,601
-27,0 0,99859 -0,070 -0,141 -0,352 -0,704 -1,407 -2,111 -3,518
-26,0 0,99863 -0,069 -0,137 -0,343 -0,687 -1,374 -2,060 -3,434
-25,0 0,99866 -0,067 -0,134 -0,335 -0,670 -1,340 -2,010 -3,350
-24,0 0,99869 -0,065 -0,131 -0,327 -0,653 -1,307 -1,960 -3,266
-23,0 0,99873 -0,064 -0,127 -0,318 -0,637 -1,273 -1,910 -3,183
-22,0 0,99876 -0,062 -0,124 -0,310 -0,620 -1,240 -1,859 -3,099
-21,0 0,99879 -0,060 -0,121 -0,302 -0,603 -1,206 -1,809 -3,015
-20,0 0,99883 -0,059 -0,117 -0,293 -0,586 -1,173 -1,759 -2,931
-19,0 0,99886 -0,057 -0,114 -0,285 -0,570 -1,139 -1,709 -2,848
-18,0 0,99889 -0,055 -0,111 -0,276 -0,553 -1,106 -1,658 -2,764
-17,0 0,99893 -0,054 -0,107 -0,268 -0,536 -1,072 -1,608 -2,680
-16,0 0,99896 -0,052 -0,104 -0,260 -0,519 -1,039 -1,558 -2,596
-15,0 0,99900 -0,050 -0,101 -0,251 -0,503 -1,005 -1,508 -2,513
-14,0 0,99903 -0,049 -0,097 -0,243 -0,486 -0,972 -1,457 -2,429
-13,0 0,99906 -0,047 -0,094 -0,235 -0,469 -0,938 -1,407 -2,345
-12,0 0,99910 -0,045 -0,090 -0,226 -0,452 -0,905 -1,357 -2,261
-11,0 0,99913 -0,044 -0,087 -0,218 -0,436 -0,871 -1,307 -2,178
-10,0 0,99916 -0,042 -0,084 -0,209 -0,419 -0,838 -1,256 -2,094
-9,0 0,99920 -0,040 -0,080 -0,201 -0,402 -0,804 -1,206 -2,010
-8,0 0,99923 -0,039 -0,077 -0,193 -0,385 -0,771 -1,156 -1,926
-7,0 0,99926 -0,037 -0,074 -0,184 -0,369 -0,737 -1,106 -1,843
-6,0 0,99930 -0,035 -0,070 -0,176 -0,352 -0,704 -1,055 -1,759
-5,0 0,99933 -0,034 -0,067 -0,168 -0,335 -0,670 -1,005 -1,675
-4,0 0,99936 -0,032 -0,064 -0,159 -0,318 -0,637 -0,955 -1,591
-3,0 0,99940 -0,030 -0,060 -0,151 -0,302 -0,603 -0,905 -1,508
-2,0 0,99943 -0,028 -0,057 -0,142 -0,285 -0,570 -0,854 -1,424
-1,0 0,99946 -0,027 -0,054 -0,134 -0,268 -0,536 -0,804 -1,340
0,0 0,99950 -0,025 -0,050 -0,126 -0,251 -0,503 -0,754 -1,256
1,0 0,99953 -0,023 -0,047 -0,117 -0,235 -0,469 -0,704 -1,173
2,0 0,99956 -0,022 -0,044 -0,109 -0,218 -0,436 -0,653 -1,089
3,0 0,99960 -0,020 -0,040 -0,101 -0,201 -0,402 -0,603 -1,005
4,0 0,99963 -0,018 -0,037 -0,092 -0,184 -0,369 -0,553 -0,921
5,0 0,99967 -0,017 -0,034 -0,084 -0,168 -0,335 -0,503 -0,838
6,0 0,99970 -0,015 -0,030 -0,075 -0,151 -0,302 -0,452 -0,754
7,0 0,99973 -0,013 -0,027 -0,067 -0,134 -0,268 -0,402 -0,670
8,0 0,99977 -0,012 -0,023 -0,059 -0,117 -0,235 -0,352 -0,586
9,0 0,99980 -0,010 -0,020 -0,050 -0,101 -0,201 -0,302 -0,503
10,0 0,99983 -0,008 -0,017 -0,042 -0,084 -0,168 -0,251 -0,419
11,0 0,99987 -0,007 -0,013 -0,034 -0,067 -0,134 -0,201 -0,335
12,0 0,99990 -0,005 -0,010 -0,025 -0,050 -0,101 -0,151 -0,251
13,0 0,99993 -0,003 -0,007 -0,017 -0,034 -0,067 -0,101 -0,168
14,0 0,99997 -0,002 -0,003 -0,008 -0,017 -0,034 -0,050 -0,084
15,0 1,00000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
16,0 1,00003 0,002 0,003 0,008 0,017 0,034 0,050 0,084
17,0 1,00007 0,003 0,007 0,017 0,034 0,067 0,101 0,168
18,0 1,00010 0,005 0,010 0,025 0,050 0,101 0,151 0,251
19,0 1,00013 0,007 0,013 0,034 0,067 0,134 0,201 0,335
20,0 1,00017 0,008 0,017 0,042 0,084 0,168 0,251 0,419
21,0 1,00020 0,010 0,020 0,050 0,101 0,201 0,302 0,503
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23,0 1,00027 0,013 0,027 0,067 0,134 0,268 0,402 0,670
24,0 1,00030 0,015 0,030 0,075 0,151 0,302 0,452 0,754
25,0 1,00034 0,017 0,034 0,084 0,168 0,335 0,503 0,838
26,0 1,00037 0,018 0,037 0,092 0,184 0,369 0,553 0,921
27,0 1,00040 0,020 0,040 0,101 0,201 0,402 0,603 1,005
28,0 1,00044 0,022 0,044 0,109 0,218 0,436 0,653 1,089
29,0 1,00047 0,023 0,047 0,117 0,235 0,469 0,704 1,173
30,0 1,00050 0,025 0,050 0,126 0,251 0,503 0,754 1,256
31,0 1,00054 0,027 0,054 0,134 0,268 0,536 0,804 1,340
32,0 1,00057 0,028 0,057 0,142 0,285 0,570 0,854 1,424
33,0 1,00060 0,030 0,060 0,151 0,302 0,603 0,905 1,508
34,0 1,00064 0,032 0,064 0,159 0,318 0,637 0,955 1,591
35,0 1,00067 0,034 0,067 0,168 0,335 0,670 1,005 1,675
36,0 1,00070 0,035 0,070 0,176 0,352 0,704 1,055 1,759
37,0 1,00074 0,037 0,074 0,184 0,369 0,737 1,106 1,843
38,0 1,00077 0,039 0,077 0,193 0,385 0,771 1,156 1,926
39,0 1,00080 0,040 0,080 0,201 0,402 0,804 1,206 2,010
40,0 1,00084 0,042 0,084 0,209 0,419 0,838 1,256 2,094
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