Le laboratoire Fluke torture les outils de mesure pour que les techniciens ne souffrent pas.

11-30-2011 | Sécurité
Préparer des tests de vibrations
Un appareil de mesure est installé pour des tests de vibration.

L'objet soumis au test repose ici en silence, tandis que Mike Meisner connecte les électrodes. Il ferme la porte de la chambre de test de transitoires haute tension et recule.

Lorsque Mike appuie sur le bouton, il envoie 8 000 volts dans l'appareil de diagnostic.

Encore du silence. Il appuie à nouveau sur le bouton. Il répètera ce test d'impulsion positive dix fois, puis soumettra l'objet soumis au test (UUT - unit under test) à dix impulsions négatives supplémentaires. S'il survit à tout cela (il sera démonté et minutieusement inspecté pour relever tous les dommages subis), l'UUT aura franchi un obstacle sur sa route vers l'obtention d'un niveau de sécurité pour être utilisé dans des environnements CAT III/1 000 V ou CAT IV/600 V.

Mais davantage de tests l'attendent. Avant qu'un produit Fluke n'obtienne son niveau de sécurité ou de performance, il peut être chauffé et gelé, plongé dans l'eau, étouffé dans un nuage de poussière, secoué par des vibrations, frappé contre le sol et bombardé d'électricité, encore et encore.

Lancer des tests de vibrations
Lancer des tests de vibrations : Et allons-y !

Pour les techniciens en électronique, certains de ces tests peuvent sembler inutiles. Là où la plupart des techniciens travaillent, il est peu probable que leurs outils doivent supporter les conditions extrêmes dans lesquelles les produits Fluke sont testés. Ce sont des conditions pour les électriciens de terrain et les agents de maintenance en usine. Mais tous les techniciens, peu importe l'endroit et les conditions dans lesquelles ils travaillent, ont besoin d'être sûrs que leurs outils de mesure fonctionnent comme prévu.

La sécurité étant un élément essentiel pour Fluke, l'entreprise met à disposition des ressources et des informations complètes sur la sécurité de la mesure électrique, notamment une vidéo gratuite sur les procédures sûres. La sécurité est la raison essentielle pour laquelle Mike et l'équipe du Laboratoire de test et d'évaluation des produits Fluke à Everett, dans l'État de Washington, continuent à appuyer sur ces boutons.

L'équipe du laboratoire de sécurité Fluke
Ils surveillent vos arrières ! L'équipe du laboratoire de sécurité Fluke (de gauche à droite) : Gary Allen, Kim Holt, Mike Meisner, Ed Henry, Thomas Smith, Joe Swanzy, et John Morton.

Sécurité et fiabilité

« Le technicien en électronique est probablement plus intéressé par la précision et la fiabilité de ce qu'il tente de mesurer », a déclaré Mike. « Tous les tests que nous réalisons vérifient la sécurité et la fiabilité des équipements, que ce soit pour un technicien de mesure ou tout autre utilisateur du produit. »

Bien que le niveau de risque puisse être moindre pour les techniciens travaillant dans des environnements CAT I ou CAT II, la sécurité est toujours importante. Les normes de sécurité, comme la résistance aux dommages ou le risque entraîné par des impulsions de surtension issues de la foudre ou de pics de tension, sont définies pour assurer la sécurité non seulement dans des conditions quotidiennes, mais également lorsque l'inattendu survient.

Le laboratoire d'évaluation des produits Fluke est régulièrement audité pour assurer que les tests répondent aux exigences imposées par les autorités et normes nationales et internationales. Fluke travaille avec tous les principaux laboratoires de test reconnus nationalement (NRTL), notamment : La CSA (Association canadienne de normalisation), Underwriters Laboratories (UL), TÜV (Technischer Überwachungs-Verein), VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker) et l'auto-certification pour le symbole CE (Conformité européenne). En effet, les divers organismes normatifs reconnaissent la capacité du laboratoire Fluke à réaliser et certifier des tests. Les procédures de test sont décrites en détail et rigoureusement respectées. Une fois qu'un produit a passé les tests appropriés, la documentation est envoyée aux organismes concernés pour homologation et enregistrement. Pour plus d'informations sur les normes de sécurité pour la mesure électrique, et les organismes qui les supervisent, voir la note d'application Fluke : « Qui définit les règles pour les tests et la sécurité électrique ? » (.pdf)

Tests d'impulsion
Les tests d'impulsion sont réalisés dans une enveloppe de protection.

Les tests se concentrent sur deux aspects essentiels de performance des produits : la sécurité et la fiabilité/durabilité. La sécurité du produit est essentielle. Dans la phase de test d'impulsion, les multimètres Fluke sont soumis à des chocs de haute tension répétés pour prouver qu'ils supportent les pics de tension issus de la foudre ou d'autres sources sans que le produit ne soit endommagé ou ses utilisateurs blessés. Plus la tension ou la catégorie de mesure est élevée là où le produit sera utilisé, plus la tension du test appliquée sera élevée : jusqu'à 12 000 volts pour les produits conçus pour les environnements CAT IV/1 000 V (voir l'encadré : « Que montre chaque test ? »).

Préparer un produit au test diélectrique
Mike Meisner enveloppe un multimètre numérique dans une feuille d'aluminium pour le préparer au test diélectrique.
Préparer un produit
Enveloppé dans une feuille d'aluminium pour un test diélectrique, l'objet soumis au test (UUT) semble douillet et confortable. Pas pour longtemps.
Test diélectrique
Le test diélectrique vérifie que le courant ne peut pas s'échapper de l'enveloppe de l'instrument de mesure.
Vérifier qu'aucun courant ne circule pendant le test diélectrique
Du courant circule-t-il pendant le test diélectrique ? Les résultats sont mesurés, et l'objectif est zéro.

Dans le test diélectrique pour les outils de type multimètre, l'UUT est enveloppé dans une feuille d'aluminium. La tension est ensuite appliquée à toutes les bornes de mesure du produit pour mettre tous les composants internes à la tension de test, et la feuille est mise à la terre pour voir si la tension créera un danger par formation d'arc via le boîtier du produit ou un autre emplacement accessible.

Test jusqu'à destruction

Aucun détail n'est trop minime pour être vérifié. La manière selon laquelle l'écran répond lorsqu'un instrument bascule d'une fonction à l'autre est importante : ne pas savoir quelle fonction est active lorsque le cadran tourne pourrait être dangereux. Si un bouton réglé entre deux fonctions déclenche les deux à la fois, cela pourrait également être dangereux. Les instruments Fluke sont conçus pour basculer franchement d'une fonction à l'autre, avec un espace défini entre les deux. Le laboratoire de sécurité s'assure qu'aucun instrument ne donne d'indication ambigüe à l'utilisateur.

Passer de tels tests est vital, mais pas suffisant. Fluke continue à tester les produits jusqu'à leur destruction, en appliquant des tensions bien supérieures lors des tests d'impulsion et diélectriques jusqu'à ce que quelque chose éclate. Ensuite, le pauvre produit est démonté pour voir ce qui a lâché, et comment il a défailli.

« Si nous avons réalisé nos calculs correctement, nous devrions savoir exactement où se trouve la panne », a déclaré Mike. « Nous confirmons que la conception de l'appareil fonctionne comme nous pensons qu'elle devrait. »

Une autre batterie de tests prouve que le produit répond aux attentes de l'utilisateur en termes de durabilité et de durée de vie. Certains de ces tests sont des passerelles vers la certification. Par exemple, le Multimètre industriel Fluke 28 II survit à une chute de trois mètres et respecte les normes IP 67 relatives à la protection contre l'intrusion de poussière et d'eau. L'instrument a survécu à la chambre à poussière de protection contre l'intrusion (IP) Fluke, qui fait circuler de la poudre de talc pendant huit heures alors que le boîtier de l'instrument est soumis à une dépression de 20 millibars. Il doit également survivre à une immersion d'un mètre de profondeur dans la cuve de test à l'eau Fluke. Une inspection minutieuse suit chaque test pour s'assurer que l'instrument fonctionne comme prévu, et qu'aucune poussière ou eau n'est entrée dans le boîtier pour compromettre la sécurité de l'instrument.

« Nous avons réalisé beaucoup de tests afin d'imaginer comment l'amener à supporter [une immersion] d'un mètre » a déclaré Mike concernant le multimètre 28 II. « Nous avons dû en apprendre beaucoup sur les joints et sur la manière de les incorporer à la conception »

Chaque test est précisément paramétré et étalonné pour respecter les exigences de la norme pertinente. La configuration du test visant à vérifier la résistance à la pénétration de l'eau en est un exemple. « Une des choses à savoir sur le test IP est que nous devons déterminer les débits pour chacun de ces produits », dit-il. « Habituellement il est spécifié en litres par minute. Un litre est un cube de 10 centimètres de côté. Nous pouvons étalonner le débit avec un calibre. »

Test de chute d'une hauteur de 1 m
Pour l'outil soumis au test, le « flottement en l'air » est la partie amusante du test de chute. Le crash qui suit ne l'est pas autant.

La science de la sécurité

Un volume spécifié d'eau s'écoulant à travers un protège-siphon ou chutant de x mètres à travers une ouverture, ou une colonne d'eau d'une profondeur exacte d'un mètre, produit des conditions de test qui répondent aux exigences stipulées dans les normes internationales. Les tests de chute sont réalisés à l'aide d'une plateforme de chute fabriquée en laboratoire qui fait tomber l'objet soumis au test depuis une hauteur précise, de façon à ce qu'il atteigne la vitesse requise lorsqu'il s'écrase sur une plaque en bois qui a exactement la densité prescrite. L'UUT est refroidi à sa température de fonctionnement minimale, tombe depuis la hauteur spécifiée de sorte que ses six faces soient soumises à l'impact, puis est inspecté quant aux fissures ou autres dommages.

« Vous devez pouvoir expliquer la science derrière tout cela », a ajouté Mike. « Vous devez expliquer à un auditeur comment vous réalisez ces tests. » Les appareils de mesure électrique comme ceux qui administrent les tests d'impulsion et diélectriques sont étalonnés de sorte que leur précision puisse être retracée jusqu'à leur norme d'étalonnage respective.

Le laboratoire Fluke sert d'installation de Test de maintenance supervisée (SMT) pour la CSA, qui reconnaît les tests qui y sont réalisés. « Ils viennent nous auditer quatre fois par an », affirme Mike. « Ils reconnaissent que nous savons comment réaliser des tests. Ils admettent que nos résultats de tests sont exacts, car nos équipements de test, conditions de test en laboratoire et méthodes de test sont contrôlés. »

Une fois que la CSA a approuvé les résultats, Mike peut envoyer si nécessaire le rapport de la CSA à l'UL et au TÜV ou VDE, qui peuvent accepter les résultats tels quels et ajouter leurs certifications, ou réaliser des tests supplémentaires. Le système fonctionne car tous ces organismes suivent les mêmes normes internationales de sécurité et de test.

Seuls quelques produits nécessitent des tests en dehors du laboratoire Fluke. Le Fluke 27 II / Fluke 28 IIa subi des tests supplémentaire et reçu une certification de la United States Department of Labor Mine Safety and Health Administration (MSHA - Direction de la sécurité dans les mines et de la santé), et le le multimètre Fluke TRMS à sécurité intrinsèque Fluke 87V Ex a été testé pour une utilisation dans des environnements explosifs en vertu de la Directive ATEX de l'Union Européenne relative à l'utilisation dans les atmosphères explosives.

Au final, tous les tests réalisés par Fluke et d'autres laboratoires sont résumés dans un ensemble de symboles NRTL à l'arrière des produits Fluke soumis aux tests : CSA, UL, TÜV, CE. Pour les utilisateurs, ces symboles sont les plus importants depuis qu'ils ont appris leurs premières gammes.

Comme le dit Mike Meisner : « Tous nos tests de sécurité sont contenus dans cette petite marque. »