ISO 27893:2011

Vacuum technology — Vacuum gauges — Evaluation of the uncertainties of results of calibrations by direct comparison with a reference gauge

ISO 27893:2011 gives guidelines for the determination and reporting of measurement uncertainties arising during vacuum gauge calibration by direct comparison with a reference gauge carried out in accordance with ISO/TS 3567. ISO 27893:2011 describes methods for uniform reporting of uncertainties in vacuum gauge certificates. Uncertainties reported in accordance with the guidelines given in ISO 27893:2011 are transferable in the sense that the uncertainty evaluated for one result can be used as a component in the uncertainty evaluation of another measurement or calibration in which the first result is used. ISO 27893:2011 defines two measurement models that are sufficient to cover most practical cases. However, it is possible that the models given cannot be applied to newly developed vacuum gauges.

Technique du vide — Manomètres à vide — Évaluation de l'incertitude des résultats des étalonnages par comparaison directe avec un manomètre de référence

L'ISO 27893:2011 donne des lignes directrices pour la détermination et l'indication des incertitudes de mesure engendrées par l'étalonnage des manomètres à vide par comparaison directe avec un manomètre de référence effectué conformément à l'ISO/TS 3567. L'ISO 27893:2011 décrit des méthodes d'indication uniforme des incertitudes dans les certificats des manomètres à vide. Les incertitudes signalées conformément aux lignes directrices énoncées dans l'ISO 27893:2011 sont réutilisables dans la mesure où une incertitude évaluée pour un résultat peut être utilisée lors de l'évaluation de l'incertitude d'une autre mesure ou d'un autre étalonnage au cours de laquelle le premier résultat est utilisé. L'ISO 27893:2011 définit deux modèles de mesurage qui suffisent à couvrir la plupart des cas concrets. Il est toutefois possible que les modèles donnés ici ne puissent pas être appliqués aux manomètres à vide mis au point récemment.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 09-Aug-2011
• ICS: 23.160 - Vacuum technology
• Technical Committee: ISO/TC 112 - Vacuum technology
• Drafting Committee: ISO/TC 112/WG 2 - Vacuum instrumentation
• Current Stage: 9092 - International Standard to be revised
• Completion Date: 30-Aug-2023

Relations

• Revises: ISO/TS 27893:2009 - Vacuum technology — Vacuum gauges — Evaluation of the uncertainties of results of calibrations by direct comparison with a reference gauge
• Effective Date: 22-Jan-2011

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 27893
First edition
2011-08-15

Vacuum technology — Vacuum
gauges — Evaluation of the uncertainties
of results of calibrations by direct
comparison with a reference gauge
Technique du vide — Manomètres à vide — Évaluation de l'incertitude
des résultats des étalonnages par comparaison directe avec un
manomètre de référence




Reference number
ISO 27893:2011(E)
©
ISO 2011

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 27893:2011(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT


©  ISO 2011
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56  CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland

ii © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 27893:2011(E)
Contents Page
Foreword . iv
1  Scope . 1
2  Normative references . 1
3  Terms and definitions . 2
4  Symbols and abbreviated terms . 3
5  Basic concept and model . 3
5.1  General . 3
5.2  Sum model . 4
5.3  Quotient model . 4
5.4  Combination of the two models . 5
6  Calculation of uncertainty in the sum model . 5
6.1  Total uncertainty — Sum model . 5
6.2  Uncertainty contributions due to reference standard . 6
6.3  Uncertainty contributions due to unit under calibration . 7
6.4  Uncertainty contributions due to calibration method or calibration conditions . 8
6.5  Coverage factor . 8
7  Calculation of uncertainty in the quotient model . 9
7.1  Total uncertainty — Quotient model . 9
7.2  Uncertainty contributions due to reference standard . 9
7.3  Uncertainty contributions due to the unit under calibration . 10
7.4  Uncertainty contributions due to calibration method or calibration conditions . 11
7.5  Coverage factor . 12
8  Combination of the sum and quotient model for error of reading . 13
9  Reporting uncertainties . 13
9.1  Uncertainty budget . 13
9.2  Calibration certificate . 14
Bibliography . 15

© ISO 2011 – All rights reserved iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 27893:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 27893 was prepared by Technical Committee ISO/TC 112, Vacuum technology.
This first edition of ISO 27893 cancels and replaces the first edition of ISO/TS 27893:2009, which has been
technically revised.

iv © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 27893:2011(E)

Vacuum technology — Vacuum gauges — Evaluation of the
uncertainties of results of calibrations by direct comparison
with a reference gauge
1 Scope
This International Standard gives guidelines for the determination and reporting of measurement uncertainties
arising during vacuum gauge calibration by direct comparison with a reference gauge carried out in
accordance with ISO/TS 3567.
This International Standard describes methods for uniform reporting of uncertainties in vacuum gauge
certificates. Uncertainties reported in accordance with the guidelines given in this International Standard are
transferable in the sense that the uncertainty evaluated for one result can be used as a component in the
uncertainty evaluation of another measurement or calibration in which the first result is used.
This International Standard defines two measurement models that are sufficient to cover most practical cases.
However, it is possible that the models given cannot be applied to newly developed vacuum gauges.
The final uncertainty to be reported in a certificate is evaluated from the uncertainties of the input quantities
and influence quantities. The principal quantities that can affect the result of a vacuum calibration are
described; however, a complete list of the possible quantities that can have an influence on the final result lies
outside the scope of this International Standard.
NOTE It is envisaged that future Technical Specifications will address the calibration of specific types of vacuum
gauges.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO/TS 3567, Vacuum gauges — Calibration by direct comparison with a reference gauge
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM:1995)
ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated
terms (VIM)
© ISO 2011 – All rights reserved 1

---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 27893:2011(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/TS 3567, ISO/IEC Guide 98-3,
ISO/IEC Guide 99 and the following apply.
3.1
corrected reading
value resulting after the reading of the gauge has been corrected for systematic errors
EXAMPLE For the results given in the calibration certificate of the reference standard.
3.2
long-term instability
possible change of calibrated value after long periods of time
EXAMPLE Change resulting from transportation of the device.
NOTE Long-term instability is different from reproducibility as defined in ISO/IEC Guide 99:2007, 3.7.
3.3
model
uncertainty of measurementmathematical model set out in ISO/IEC Guide 98-3
3.4
offset
measuring instruments zero error
datum measurement error where the specified measured quantity value is zero
NOTE Adapted from ISO/IEC Guide 99:2007, 4.28.
EXAMPLE The reading when there is no pressure (absolute or differential) or a pressure far below the resolution
limit applied to a vacuum gauge.
3.5
deviation of offset
Possible difference of an offset (3.4) value between the time of the measurement of the offset (3.4) and the
time when a pressure reading is taken
3.6
reference standard
reference gauge
standard, generally having the highest metrological quality available at a given location or in a given
organization, from which measurements made there are derived
NOTE Adapted from ISO/IEC Guide 99:2007, 6.6.
EXAMPLE The gauge or standard that gives traceability to the SI unit in the calibration apparatus in accordance with
ISO/TS 3567.
3.7
calibration pressure
vacuum gauges pressure evaluated from the corrected reading (3.1) of the reference standard (3.6) and
all necessary corrections at the gauge port of the unit under calibration
EXAMPLE Necessary corrections might be for known differences between gauge ports.
2 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 27893:2011(E)
4 Symbols and abbreviated terms
Symbol or Designation Unit
abbreviated term
UUC unit under calibration (vacuum gauge) —
e error of reading in relative units
k coverage factor to expand standard uncertainty, u 1
1)
p pressure indication of a UUC corrected for known deviations Pa
UUC
p pressure indication of a UUC not corrected for any deviation Pa
ind,UUC
p pressure indication of reference gauge (reference standard) Pa
std
corrected for known deviations
p pressure indication of reference gauge (reference standard) not Pa
ind,std
corrected for any deviation
r quantity determined by a calibration in the quotient model any unit
UUC
r the quantity that was determined for the reference standard any unit
std
S sensitivity of the output of a vacuum gauge any unit
u standard uncertainty any unit
U expanded uncertainty any unit
x indication of a UUC any unit
UUC
x indication of a reference gauge any unit
std
x (often unknown) input quantities and corrections of gauge any unit
i
X (often unknown) input quantities and corrections of calibration any unit
i
method or condition
p error of reading in absolute units Pa
p deviations in the pressure unit (often unknown) Pa
i
x (often unknown) deviations in the x any unit
i
 effective accommodation coefficient of a spinning rotor gauge 1
eff

5 Basic concept and model
5.1 General
In a vacuum gauge calibration carried out in accordance with ISO/TS 3567, the corrected reading of a
reference gauge gives the value of the quantity that is traceable to the SI. All vacuum gauges shall be
calibrated in terms of pressure. This means that the user of the vacuum gauge calibrated in accordance with
ISO/TS 3567 and this International Standard obtains a clear assignment of the output quantity of the gauge to
the SI unit of pressure, the pascal.

1) 1 Pa = 0,01 mbar.
© ISO 2011 – All rights reserved 3

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 27893:2011(E)
The value of pressure obtained from the corrected reading of the reference standard output can be used to
determine the pressure at the entrance port of the unit under calibration (UUC). This is referred to as
calibration pressure value. Often the corrected reading of the reference standard is identical to the calibration
pressure value and valid for all gauge ports.
The calibration pressure value can be used to determine an error of the reading, p, of the unit under
calibration. In this case, a sum model gives an adequate description of the measurement.
The calibration pressure value can also be used to determine a correction factor, a sensitivity coefficient, an
effective accommodation coefficient or a gauge constant, in which case a quotient model gives an adequate
description of the measurement.
In both models it can be assumed that all the input quantities are uncorrelated.
5.2 Sum model
In the sum model, the difference between the reading of the UUC, p , and the “true” calibration pressure
ind
traceable to the SI units is taken as the measurand, p. The calibration pressure is given by the reference
standard pressure value, p , and possibly by a correction term, p , due to the calibration method
std m
considering known effects like height correction, thermal transpiration, and pressure non-uniformity. The
general sum model thus becomes
pp p p (1)

UUC std m
The first term refers to the UUC, the second to the reference standard, and the third to the calibration method.
The sum of the last two terms gives the calibration pressure value. All quantities shall be expressed in the SI
unit of pressure, the pascal.
Each of these terms is again expressed by another model equation, which makes all necessary corrections
due to offsets, temperature corrections, deviation of indication from the SI value in accordance with the
calibration certificate, etc.
5.3 Quotient model
In the quotient model, the ratio of the reading of the UUC, x , and the standard pressure value, p , is
UUC std
taken as the measurand, r . The general quotient model thus becomes
UUC
x
UUC
rX (2)
UUC  i
p
std
i
The numerator refers to the UUC, the denominator to the reference standard, and the product to the
calibration method and conditions. The latter can also be defined by the vacuum gauges under study, e.g. the
emission current in a hot cathode ionization gauge. It is possible to express x in any reasonable unit, e.g.
ind
that of pressure, voltage or current. The X can be expressed in any meaningful physical unit or can be without
i
dimension.
Each of these factors is expressed by another model equation, which makes all necessary corrections due to
offsets, temperature corrections, deviation of indication in accordance with calibration certificate, etc.
Examples of r are
UUC
1
a) f the reciprocal of a dimensionless correction factor, where x  p and X  1;
c UUC UUC i
b) S a sensitivity of the analogue output, V , of a capacitance diaphragm gauge, where x  V ;
UUC UUC UUC
c) S a sensitivity of the analogue output, V , of a thermal conductivity gauge, where x  V ;
UUC UUC UUC
4 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 27893:2011(E)
d)  the effective accommodation coefficient of a spinning rotor gauge, where x  p , when
eff UUC UUC
  1 was entered into the controller;
eff
e) S a sensitivity of a Bayard-Alpert gauge with a hot cathode, where x  I is the positive ion
UUC UUC
current of the collector and X  1/I , where I is the emission current.
1 e e
5.4 Combination of the two models
It is possible to evaluate some of the input quantities in each model by either of the two models. First, for
example, p as well as its uncertainty can be evaluated by the quotient model, thus
std
x
std
p  (3)
std
r
std
The result can then be used in Equation (1). This is unavoidable if r is given in the certificate applying
std
Equation (2) (e.g. the sensitivity of an analogue output), where r is replaced by r .
UUC std
It is, however, not recommended to combine the sum and quotient model in one equation. This task should be
left to experts, since complicated sensitivity coefficients might appear that are not covered in this International
Standard for reasons of clarity. The relative error of reading, e, however, is a common case, where an easy to
handle combination of the two methods is possible.
The error of reading, e, can be expressed mathematically as
ppp
 p
UUC std m
UUC
e1 (4a)
pp pp

std m std m
or, if p  0
m
pp p
UUC std UUC
e1 (4b)
pp
std std
See Clause 4 for the designations of p , p , and p . The uncertainty of e is described in Clause 8.
UUC std m
6 Calculation of uncertainty in the sum model
6.1 Total uncertainty — Sum model
The total uncertainty in the sum model, u(p), is given by
22 2
u()p up( )up( )u(p ) (5)
UUC std m
where
u(p ) is the standard uncertainty of the corrected indication of vacuum gauge UUC;
UUC
u(p ) is the standard uncertainty of the value of standard pressure;
std
u(p ) is the standard uncertainty of the deviations due to the calibration method.
m
© ISO 2011 – All rights reserved 5

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 27893:2011(E)
6.2 Uncertainty contributions due to reference standard
The measurement of the standard pressure, p , is given by
std
pp p p p p p p (6)
std ind,std offs,std drft,std cal,std tT,std ,std els,std
where
p is the indication of the reference standard;
ind,std
p is the offset (zero deviation) of the reference standard;
offs,std
p is the deviation of offset due to drift (in most cases, p  0);
drft,std drft,std
p is the correction in accordance with the calibration certificate;
cal,std
p is the deviation due to long-term instability (in most cases, p  0);
t,std t,std
p is the deviation due to temperature at the calibration laboratory;
T,std
p is the deviation due to other influences, e.g. inclination of device (in most cases, p  0).
els,std els,std
All quantities in Equation (6) refer to the reference standard gauge.
NOTE If the offset is deducted or adjusted to zero in the device itself, p  0.
offs,std
The standard uncertainty of the standard pressure, u(p ), is then given by
std
22 2 2 2 2 2
up  u p u p u p up up up up (7)
            
std ind,std offs,std drft,std cal,std tT,std ,std els,std
where
u(p ) is the uncertainty originating from the dispersion of measurement values, including
ind,std
dispersion d
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 27893
Première édition
2011-08-15
Technique du vide — Manomètres
à vide — Évaluation de l’incertitude
des résultats des étalonnages
par comparaison directe avec un
manomètre de référence
Vacuum technology — Vacuum gauges — Evaluation of the
uncertainties of results of calibrations by direct comparison with a
reference gauge
Numéro de référence
ISO 27893:2011(F)
©
ISO 2011

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 27893:2011(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2011
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Version française parue en 2013
Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 27893:2011(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations . 2
5 Concept et modèle fondamentaux . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Modèle somme . 4
5.3 Modèle quotient . 4
5.4 Combinaison des deux modèles . 5
6 Calcul de l’incertitude dans le modèle somme . 5
6.1 Incertitude totale — Modèle somme . 5
6.2 Contributions à l’incertitude dues à l’étalon de référence . 6
6.3 Contributions à l’incertitude dues à l’appareil en étalonnage (UUC) . 7
6.4 Contributions à l’incertitude dues à la méthode ou aux conditions d’étalonnage . 8
6.5 Facteur d’élargissement . 8
7 Calcul de l’incertitude dans le modèle quotient . 9
7.1 Incertitude totale — Modèle quotient . 9
7.2 Contributions à l’incertitude dues à l’étalon de référence . 9
7.3 Contributions à l’incertitude dues à l’appareil en étalonnage (UUC) .10
7.4 Contributions à l’incertitude dues à la méthode ou aux conditions d’étalonnage .11
7.5 Facteur d’élargissement .12
8 Combinaison des modèles somme et quotient pour l’erreur de relevé .13
9 Indication des incertitudes.13
9.1 Budget d’incertitude .13
9.2 Certificat d’étalonnage .14
Bibliographie .15
© ISO 2011 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 27893:2011(F)

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 27893 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 112, Technique du vide.
Cette première édition de l’ISO 27893 annule et remplace la première édition de l’ISO/TS 27893:2009,
qui a fait l’objet d’une révision technique.
iv © ISO 2011 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 27893:2011(F)
Technique du vide — Manomètres à vide — Évaluation
de l’incertitude des résultats des étalonnages par
comparaison directe avec un manomètre de référence
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale donne des lignes directrices pour la détermination et l’indication des
incertitudes de mesure engendrées par l’étalonnage des manomètres à vide par comparaison directe
avec un manomètre de référence effectué conformément à l’ISO/TS 3567.
La présente Norme internationale décrit des méthodes d’indication uniforme des incertitudes dans
les certificats des manomètres à vide. Les incertitudes signalées conformément aux lignes directrices
énoncées dans la présente Norme internationale sont réutilisables dans la mesure où une incertitude
évaluée pour un résultat peut être utilisée lors de l’évaluation de l’incertitude d’une autre mesure ou
d’un autre étalonnage au cours de laquelle le premier résultat est utilisé.
La présente Norme internationale définit deux modèles de mesurage qui suffisent à couvrir la plupart
des cas concrets. Il est toutefois possible que les modèles donnés ici ne puissent pas être appliqués aux
manomètres à vide mis au point récemment.
L’incertitude finale à consigner dans un certificat est évaluée à partir des incertitudes des grandeurs en
entrée et des grandeurs d’influence. Les principales grandeurs pouvant avoir un impact sur le résultat
d’un étalonnage à vide sont décrites; toutefois, la liste complète des grandeurs possibles pouvant
avoir une influence sur le résultat final ne relève pas du domaine d’application de la présente Norme
internationale.
NOTE L’élaboration de futures Spécifications techniques portant sur l’étalonnage de types spécifiques de
manomètres à vide est envisagée.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour
les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition
du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO/TS 3567, Manomètres — Étalonnage par comparaison directe avec un manomètre de référence
Guide ISO/CEI 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de
mesure (GUM:1995)
Guide ISO/CEI 99:2007, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et
termes associés (VIM)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO/TS 3567, le
Guide ISO/CEI 98-3 et le Guide ISO/CEI 99 ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
relevé corrigé
valeur d’un relevé de manomètre après correction des erreurs systématiques
EXEMPLE Pour les résultats donnés dans le certificat d’étalonnage de l’étalon de référence.
© ISO 2011 – Tous droits réservés 1

---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 27893:2011(F)

3.2
instabilité à long terme
changement possible d’une valeur étalonnée après de longues périodes
EXEMPLE Changement causé par le transport du dispositif.
Note 1 à l’article: L’instabilité à long terme est différente de la reproductibilité telle qu’elle est définie dans le
Guide ISO/CEI 99:2007, 3.7.
3.3
modèle
modèle mathématique spécifié dans le Guide ISO/CEI 98-3
3.4
décalage
erreur à zéro
erreur de mesurage de référence où la valeur de grandeur mesurée spécifiée est zéro
Note 1 à l’article: Adapté du Guide ISO/CEI 99:2007, 4.28.
EXEMPLE Relevé en l’absence de pression (absolue ou différentielle) ou en présence d’une pression très
inférieure à la limite de résolution appliquée à un manomètre à vide.
3.5
écart de décalage
différence possible d’une valeur de décalage (3.4) entre le moment où le décalage (3.4) est mesuré et le
moment où le relevé de pression est effectué
3.6
étalon de référence
manomètre de référence
étalon, généralement de la plus haute qualité métrologique disponible sur un site donné ou au sein d’un
organisme donné, dont découlent les mesurages effectués sur ce site ou au sein de cet organisme
Note 1 à l’article: Adapté du Guide ISO/CEI 99:2007, 6.6.
EXEMPLE Manomètre ou étalon qui assure la traçabilité à l’unité SI de l’appareil d’étalonnage conformément
à l’ISO/TS 3567.
3.7
pression d’étalonnage
〈manomètres à vide〉 pression évaluée à partir du relevé corrigé (3.1) de l’étalon de référence (3.6) et
toute correction nécessaire à la prise de manomètre de l’appareil en étalonnage
EXEMPLE Des corrections peuvent s’avérer nécessaires en cas de différences connues entre prises de manomètre.
4 Symboles et abréviations
Symbole ou Signification Unité
abréviation
UUC Unit Under Calibration (appareil en étalonnage - manomètre à vide) —
e erreur de relevé unités relatives
k facteur d’élargissement de l’incertitude-type, u 1
p indication de pression d’un UUC avec correction des écarts connus Pa
UUC
p indication de pression d’un UUC sans correction d’aucun écart Pa
ind,UUC
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 27893:2011(F)

Symbole ou Signification Unité
abréviation
p indication de pression d’un manomètre de référence (étalon de réfé- Pa
std
rence) avec correction des écarts connus
p indication de pression d’un manomètre de référence (étalon de réfé- Pa
ind,std
rence) sans correction d’aucun écart
r grandeur déterminée par étalonnage dans le modèle quotient toute unité
UUC
r grandeur déterminée pour l’étalon de référence toute unité
std
S sensibilité de sortie d’un manomètre à vide toute unité
u incertitude-type toute unité
U incertitude élargie toute unité
x indication d’un UUC toute unité
UUC
x indication d’un manomètre de référence toute unité
std
x grandeurs en entrée (souvent inconnues) et corrections du mano- toute unité
i
mètre
X grandeurs en entrée (souvent inconnues) et corrections de la méthode toute unité
i
ou des conditions d’étalonnage
Δp erreur de relevé en unités absolues Pa
δp écarts d’unité de pression (souvent inconnus) Pa
i
δx écarts (souvent inconnus) de x toute unité
i
σ coefficient d’accommodation efficace d’un manomètre à rotor 1
eff
NOTE 1 Pa = 0,01 mbar.
5 Concept et modèle fondamentaux
5.1 Généralités
Dans un étalonnage de manomètre à vide effectué conformément à l’ISO/TS 3567, le relevé corrigé d’un
manomètre de référence donne la valeur de la grandeur traçable au SI. Tous les manomètres à vide doivent
être étalonnés en pression. Cela signifie que l’usager du manomètre à vide étalonné conformément à
l’ISO/TS 3567 et à la présente Norme internationale obtient une affectation claire de la grandeur en
sortie du manomètre à l’unité de pression SI, à savoir le pascal.
La valeur de pression obtenue à partir du relevé corrigé de la sortie de l’étalon de référence peut servir à
déterminer la pression à la prise d’entrée de l’appareil en étalonnage (UUC). Cette valeur est dénommée
valeur de pression d’étalonnage. Le relevé corrigé de l’étalon de référence est souvent identique à la
valeur de pression d’étalonnage, et valable pour toutes les prises de manomètre.
La valeur de pression d’étalonnage peut servir à déterminer une erreur du relevé, Δp, de l’appareil en
étalonnage. Dans ce cas, un modèle somme donne une description adéquate de la mesure.
La valeur de pression d’étalonnage peut également servir à déterminer un facteur de correction, un
coefficient de sensibilité, un coefficient d’accommodation efficace ou une constante de manomètre,
auquel cas un modèle quotient donne une description adéquate de la mesure.
© ISO 2011 – Tous droits réservés 3

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 27893:2011(F)

Dans le cas des deux modèles, on peut supposer qu’il n’existe aucune corrélation entre les grandeurs en
entrée.
5.2 Modèle somme
Dans le modèle somme, la différence entre le relevé de l’UUC, p , et la pression d’étalonnage «réelle»
ind
traçable aux unités SI est prise comme mesurande, Δp. La pression d’étalonnage est donnée par la valeur
de pression de l’étalon de référence, p , éventuellement accompagnée d’un terme correctif, δp , la
std m
méthode d’étalonnage prenant en compte des effets connus tels que la correction de hauteur, l’effusion
thermique et la non-uniformité de la pression. Le modèle somme général devient donc
Δδpp=− pp+ (1)
()
UUC stdm
Le premier terme se rapporte à l’UUC, le deuxième à l’étalon de référence et le troisième à la méthode
d’étalonnage. La somme des deux derniers termes donne la valeur de pression d’étalonnage. Toutes les
grandeurs doivent être exprimées selon l’unité de pression SI, à savoir le pascal.
Chacun de ces termes est de nouveau exprimé à l’aide d’une autre équation de modèle, qui effectue toutes
les corrections nécessaires du fait des décalages, des corrections de température, de l’écart d’indication
par rapport à la valeur SI selon le certificat d’étalonnage, etc.
5.3 Modèle quotient
Dans le modèle quotient, le rapport entre le relevé de l’UUC, x , et la valeur de pression de l’étalon, p ,
UUC std
est pris comme mesurande, r . Le modèle quotient général devient donc
UUC
x
UUC
r = X (2)
UUC ∏ i
p
std
i
Le numérateur se rapporte à l’UUC, le dénominateur à l’étalon de référence, et le produit à la méthode et les
conditions d’étalonnage. Ce dernier peut également être défini par les manomètres à vide lors de l’étude,
comme le courant d’émission dans un manomètre à ionisation à cathode chaude. Il est possible d’exprimer
x avec n’importe quelle unité réaliste, par exemple une unité de pression, de tension ou de courant. X
ind i
peut être exprimé à l’aide de n’importe quelle unité physique valable, ou peut être sans dimension.
Chacun de ces facteurs est exprimé à l’aide d’une autre équation de modèle, qui effectue toutes les
corrections nécessaires du fait des décalages, des corrections de température, de l’écart d’indication
selon le certificat d’étalonnage, etc.
Voici quelques exemples de r :
UUC
−1
a) f : inverse d’un facteur de correction sans dimension, où x = p et X = 1;
UUC UUC i
c
b) S: sensibilité de la sortie analogique, V , d’un manomètre à membrane à capacitance, où x = V ;
UUC UUC UUC
c) S: sensibilité de la sortie analogique, V , d’un manomètre à conduction thermique, où x = V ;
UUC UUC UUC
d) σ : coefficient d’accommodation efficace d’un manomètre à rotor, où x = p , quand σ = 1 a
eff UUC UUC eff
été saisi dans le régulateur;
e) S: sensibilité d’un manomètre Bayard-Alpert à cathode chaude, où x = I est le courant d’ions
UUC UUC
positifs du collecteur et X = 1/I , où I est le courant d’émission.
1 e e
4 © ISO 2011 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 27893:2011(F)

5.4 Combinaison des deux modèles
Il est possible d’évaluer certaines des grandeurs en entrée de chaque modèle à l’aide de l’un ou l’autre des
deux modèles. En premier lieu, par exemple, p et son incertitude peuvent être évalués avec le modèle
std
quotient; ainsi
x
std
p = (3)
std
r
std
Le résultat peut alors être utilisé dans l’Équation (1). Cela est inévitable si r est donné dans le certificat
std
appliquant l’Équation (2) (par exemple la sensibilité d’une sortie analogique), où r est remplacé par r .
UUC std
Il est toutefois déconseillé de combiner les modèles somme et quotient dans une seule équation. Il
s’agit-là d’une tâche qu’il convient de laisser aux experts, des coefficients de sensibilité complexes non
inclus dans la présente Norme internationale pour des raisons de clarté pouvant apparaître. Cependant,
l’erreur relative de relevé, e, est un cas courant, dans lequel il est possible d’associer les deux méthodes
dans une combinaison facile à utiliser.
L’erreur de relevé, e, peut être exprimée mathématiquement par
pp−+δp
() p
UUC std m
UUC
e= = −1 (4a)
pp+δδpp+
()
std mmstd
ou, si δp = 0
m
pp− p
UUC std UUC
e= =−1 (4b)
p p
std std
Voir l’Article 4 pour connaître la signification de p , p et δp . L’incertitude de e est décrite à
UUC std m
l’Article 8.
6 Calcul de l’incertitude dans le modèle somme
6.1 Incertitude totale — Modèle somme
L’incertitude totale dans le modèle somme, u(Δp), est donnée par
22 2
up()Δδ=+up() up() +up() (5)
UUC stdm
où
u(p ) est l’incertitude-type de l’indication corrigée du manomètre à vide en étalonnage;
UUC
u(p ) est l’incertitude-type de la valeur de pression de l’étalon;
std
u(δp ) est l’incertitude-type des écarts dus à la méthode d’étalonnage.
m
© ISO 2011 – Tous droits réservés 5

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 27893:2011(F)

6.2 Contributions à l’incertitude dues à l’étalon de référence
La mesure de la pression de l’étalon, p , est donnée par
std
pp=−pp++δδpp++δδp +δp (6)
stdind,std offs,std drft,std cal,std,tTstd,sttd els,std
où
p est l’indication de l’étalon de référence;
ind,std
p est le décalage (écart du zéro) de l’étalon de référence;
offs,std
δp est l’écart de décalage dû à la dérive (dans la plupart des cas, δp = 0);
drft,std drft,std
δp est la correction selon le certificat d’étalonnage;
cal,std
δp est l’écart dû à l’instabilité à long terme (dans la plupart des cas, δp = 0);
t,std t,std
δp est l’écart dû à la température du laboratoire d’étalonnage;
T,std
δp est l’écart dû à d’autres influences, comme l’inclinaison du dispositif (dans la plupart des
els,std
cas, δp = 0).
els,std
Toutes les grandeurs de l’Équation (6) se rapportent au manomètre étalon de référence.
NOTE Si le décalage est déduit ou réglé sur zéro dans le dispositif
...