Etalonnage de la HR par
solutions salines saturées
( voir éventuellement ce post , merci
à baro54
)
On utilise la propriété chimique de
certains sels dissous qui, à saturation, donnent des HR fixes suivant le
tableau ci-dessous :
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J’ai utilisé les sels
suivants :
Chlorure de magnésium (MgCl) HR = 33% à 20°C (se trouve en pharmacie)
Chlorure de sodium (sel de table
NaCl) HR = 76% à 20°C (se trouve
certainement chez vous !)
Chlorure de potassium (KCl) HR = 86% à 20°C (https://www.mon-droguiste.com/chlorure-potassium.html
)
Nitrate de potassium (KNO3) HR = 93% à 20°C (https://www.mon-droguiste.com/nitrate-potassium.html
)
Sulfate de potassium (K2SO4) HR = 97% à 20°C ((https://www.mon-droguiste.com/sulfate-potassium.html)
Eau seule (H2O) HR = 100%
J'ai fait l'essai avec un petit flacon
plastique (gouttes auriculaires) avec au fond la solution eau + sel, environ
moitié moitié; il faut qu'il y ai toujours de l'eau et du sel non dissout pour
être sûr d’être à la saturation.
Mon capteur (toujours protégé par ruban
téflon) est positionné de façon à ne pas toucher la solution.
Le tout fermé bien étanche (ruban adhésif PVC entre le bouchon et le câble)
Remarque : pour un capteur DAVIS (avec
son boîtier et sa protection téflon) il faudra utiliser une récipient étanche
un peu plus grand.
Attention : précaution
à prendre voir au § « Avec nouveau capteur SHT75 N°8 » (plus bas)
La température et la HR sont
enregistrées (transmetteurs et stations Lacrosse, logiciels Heavy Weather et
Wswin32).
La HR mesurée se stabilise plus ou
moins rapidement à une valeur fixe (± 1%) suivant le produit et suivant l'écart avec la HR de
départ, mais toujours en moins de 5 heures environ.
Voici la courbe obtenue avec mon
capteur SHT75 N°7 qui était sur ma station principale (et mon site météo) du 22 décembre 2022 jusqu’au 28 mars 2024:
avec grossissement sur la zone 80
à 100% :
La droite bleue est la droite de
régression linéaire moyennant le maximum de points: mesures (y) en fonction des
références (x).
(la saturation a lieu à 95%)
La droite en pointillés rouge est
la droite idéale (mesures = références)
Le logiciel Wswin32 permet
d’appliquer une correction avec un coefficient multiplicateur (a) et une
constante (b)
(dans « propriétés /
calibrage sonde")
Avec Excel j'ai donc cherché ces
coefficients (a) et (b) pour que la
droite bleue se superpose à la droite idéale
Par approche successives je suis
tombé sur a = 1.29 et b = -25 pour obtenir la droite en pointillé bleus ;
la saturation passe à 98%.
(on peut également trouver ces
deux coefficients par calcul dans Excel ; mais j’aime bien cette approche
visuelle sur un graphique !)
Remarque :
- Pour pouvoir faire une correction avec seulement un coefficient multiplicateur il faudrait que la droite bleue passe par zéro, ce qui est loin d’être le cas ici, et peu probable sur d'autres capteurs.
- Pour pouvoir faire une correction avec seulement un offset il faudrait que la droite bleue soit parallèle à la droite rouge, c’est également loin d’être le cas et peu probable sur d'autres capteurs.
Cette correction n’a pas été
appliquée sur ma station principale car, depuis ces essais, ce capteur SHT75
N°7 a été remplacé par le SHT75 N°8 (voir plus loin)
Avant correction les écarts maximum (par rapport à
la référence) étaient :
de 11% vers 34% de HR : soit
beaucoup moins bon que les données constructeur (1.8%, voir le
datasheet )
et de 5% au delà de 95% de
HR : soit légèrement moins bon que les données constructeur.(3 à 4%)
Avec la
correction les écarts maximum
(par rapport à la référence) seraient :
de 3% vers 76% de HR soit un peu moins bon que les
données constructeur (1.8%), mais bien meilleur que sans correction.
et de 2.4% au delà de 98% de HR soit nettement mieux
que données constructeur.(4%)
ATTENTION:
La courbe d’étalonnage obtenue, et
donc la correction éventuelle à faire, varie sans doute suivant le capteur (pour différents SHT75 ou autres capteurs).
De plus elle varie avec le
vieillissement du capteur.
L’étalonnage (comparaison avec les
références) est donc à faire pour chaque capteur et à refaire régulièrement
dans le temps.
Pour info :
- Le capteur N°7 (ci-dessus) a été
acheté en octobre 2019 et a été utilisé sur ma station de déc. 2022 au 28 mars
2024.
- Le capteur N°6 (ci-dessous) a
été acheté en mars 2018 et a été utilisé sur ma station de sept./2019 à
dec./2022.
- Le capteur N°8 a été acheté en
2019 et jamais utilisé avant son montage le 28 mars 2024 (voir plus bas).
Par exemple, ci-dessous, la
courbe, assez différente de celle du N°7 ci-dessus, obtenue avec le capteur de réserve SHT75 N°6:
avec grossissement sur
la zone 80 à 100% :
Par approche successives
je suis tombé sur a = 1.16 et b = -12.5 pour obtenir la droite en pointillé
verts.
La saturation qui avait lieu à 96% passe à
99%.
Avant correction les écarts maximum (par rapport à
la référence) sont :
de 6% vers 33% de HR : soit
beaucoup moins bon que les données constructeur (1.8% voir le
datasheet )
et de 4% au delà de 97% de
HR : soit identiques aux données constructeur.(4%)
Avec la
correction les écarts maximum
(par rapport à la référence) seraient :
de 1% de 33 à 100% de HR soit bien meilleurs que les données
constructeur (1.8 à 4%)
Avec
nouveau capteur SHT75 N°8 monté sur
station principale le 28 mars 2024 :
Lors du dernier essai (flacon avec eau
seule ;ref. = 100%) du SHT75 N°7, celui-ci été détruit en mesure de HR qui
affichait en permanence des valeurs très faibles (la mesure de Température est
restée bonne).
J’ai alors constaté des gouttes d’eau
(éclaboussure d’eau ou condensation ?) sur le capteur lui-même alors que le
téflon était abîmé.
Je pense que c’est ça qui l’a détruit. (je
ferai plus tard des essais de régénération comme conseillés dans le datasheet
mais je n’y crois pas trop)
Donc précaution
à prendre : éviter au
maximum l’eau sur le capteur et surtout vérifiez bien qu’il est complètement
protégé par ruban téflon (deux couches =150 mm).
Sur ma station principale j’ai donc
remplacé le SHT75 N°7 par le SHT75 N°8 ; étalonnage ci-dessous :
avec grossissement sur la zone 80 à
100% :
Par approche successives je suis tombé sur
a = 1.26 et b = -20 pour obtenir la droite en pointillé bleus.
La saturation qui avait lieu a 95% passe à
100%.
Avant correction les écarts maximum (par rapport à
la référence) étaient :
de 9% vers 34% de HR : soit
beaucoup moins bon que les données constructeur (1.8% voir le
datasheet )
et de 5% au delà de 94% de
HR : soit légèrement moins bon que les données constructeur.(3 à 4%)
Avec la
correction les écarts maximum
(par rapport à la référence) sont :
de 4% vers 87% de HR soit moins bon que les données
constructeur (1.8%), mais bien meilleur que sans correction.
et de 1% entre 34 et 100% de HR soit
nettement mieux que données constructeur.(1.8 à 4%)
C’est ce capteur qui est monté, avec cette
correction qui est appliquée (par l’intermédiaire de Wswin32), depuis le 30
mars 2024.
Conclusions :
- pour les essais d’étalonnage il y a des
précautions à prendre lors de l'enfermement du capteur en atmosphère humide de
référence.
- les défauts d’étalonnage des trois
capteurs essayés ne sont finalement pas très différents, mais ne peuvent être
corrigés ni par un coefficient ni par un offset, mais seulement par les deux à
la fois.
- les trois capteurs ont leurs plus gros
défauts (corrigeables) dans les faibles valeurs de HR.
- Les corrections permettent également, sur
les trois capteurs, de passer la saturation de 95 – 96% à presque 100%.
Pour 100% de HR réelle, cela présente aussi
l’avantage que le point de rosée (calculé) se rapproche de la Température et
les « nuages bas » (calculés)
se rapprochent de 0 mètre, ce qui est bien plus conforme à la réalité.
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Dernière mise à jour de ce
document le 8 novembre 2024