NF EN 45501:2015 – Essais des IPFNA

EN 45501 -  2015 - essais IPFNA

La norme NF EN 45501 vient de connaitre une nouvelle version, en juin 2015.

Pour rappel, cette norme peut être utilisée pour définir les essais des Instruments de Pesage à Fonctionnement Non Automatique.

Les systèmes de pesée utilisés à des fins médicales (pèse-personne, lit peseur, fauteuil de pesée,…) sont soumis à la réglementation sur les IPFNA. C’est explicite dans le champ d’application la directive 2009/23/CE relative aux IPFNA:

« (…) détermination de la masse dans la pratique médicale en ce qui concerne le pesage de patients pour des raisons de surveillance, de diagnostic et de traitements médicaux » .

Cette article présente les procédures d’essais de vérification applicables aux IPFNA. Cette présentation n’est pas exhaustive, elle est limitée aux dispositifs:

  • de classe III ou IIII
  • électroniques (indicateur numérique mesurant le signal d’une cellule de pesée électrique)
  • permettant une tare soustractive
  • muni d’un 0 suiveur
  • non incorporés dans un véhicule
  • équipé d’un récepteur de charge n’ayant pas plus de 4 points d’appui

Ce qui couvre la très grande majorité des systèmes de pesée médicale sur le marché.

Les changements par rapport la NF EN 45501:1993 sont mis en avant.

Définitions préalables

  • e: échelon utilisé pour la vérification.
  • d: échelon d’affichage (la plus petite variation visible du poids) on a souvent e=d.
  • tare soustractive: charge que l’on peut retrancher de la mesure (ex: le poids d’une chaise utilisée sur une plateforme de pesée).
  • 0 suiveur: l’IPFNA corrige en permanence la valeur du 0 (sous certaines conditions).

Liste des essais à réaliser sur les IPFNA (§8.3.3)

Les essais à effectuer sont les suivants:

  • Erreurs d’indication
  • Exactitude des dispositifs de remise à zéro et de tare
  • Répétabilité
  • Excentration
  • Mobilité

Cette liste est celle de la norme, il faut voir du côté de la réglementation pour connaitre ceux demandés localement. Mais cela converge tôt ou tard.

Comment évaluer les erreurs (A.4.4.3)

Nécessaire pour la quasi totalité des essais, le calcul de l’erreur peut se faire selon deux méthodes:

Méthode des seuils (dite « des petits poids« )

  1. Placer une charge L
  2. Noter la valeur donnée par l’indicateur: I
  3. Ajouter successivement des poids de e/10
  4. Notez la valeur total des « petits poids » ajoutés lors du passage de l’affichage à I+e: dL
  5. Calculer l’erreur E:

E = I – L + e/2 – dL

 

En effet, dans un cas parfait: L=I et l’indicateur affiche I+e à partir de L+e/2 (et jusqu’à L+3e/2).

exemple:

  • L=1kg, I=1kg, dL=30g pour passer à 1,1kg
  • erreur = +20g

l’IPFNA « a cru voir »  1,05kg à 1,03kg ➱ il sur-estime le poids de 20gr.

Utilisation d’un mode « résolution fine »

La plupart des IPFNA numériques proposent un tel mode dit « dispositif d’extension de l’indication » ( §4.3.3).
L’échelon d’affichage passe a lors à une valeur ≤ e/5, typiquement e/10 (un chiffre en plus après la virgule).
Le calcul de l’erreur est très simple:

  • Placer une charge L
  • Noter la valeur donnée par l’indicateur: I

E = I – L

 

exemple:

  • L=1kg, I=0.99kg
  • E = -10g,

l’IPFNA sous-estime le poids de 10g.

Essai d’Exactitude du réglage de la tare

Exigence (§4.6.3)

L’erreur doit être [-0.25e; +0.25e]

Mode opératoire (A.4.6.2)

  • Tarer à une valeur > à Min et < à la valeur maximale de la tare soustractive
  • Placer une charge suffisante pour inhiber le 0 suiveur (typiquement: 10 e)
  • Evaluer l’erreur

Essai d’Exactitude du dispositif de remise à zéro

Cet essai donne la valeur de l’erreur à 0, dont il faudra tenir compte dans les autres calculs d’erreurs.

Exigence (§4.5.2)

L’erreur doit être [-0.25e; +0.25e]

Mode opératoire (A4.4.3)

  • Placer une charge suffisante pour inhiber le 0 suiveur (typiquement: 10 e)
  • Evaluer l’erreur

Essai d’Erreurs d’indication (justesse)

Exigence (§3.5)

La norme donne les EMT (Erreurs Maximales Tolérées, §3.5.1) en fonction de la charge, par exemple: [-e; +e]  pour un IPFNA de classe III à une charge ] 500 e ; 2000 e]. Il faut tenir compte de l’erreur à 0.

Mode opératoire (A.4.4)

  •  Charger puis décharger à 5 valeurs, incluant 0 (l’essai précédent), Min, Max et les points proches des changements d’EMT.
  • Les changements de poids doivent être faits de manière monotone (nouveautés 2015: c’est une simple recommandation pour les vérifications primitives).
  • On vérifie pour chaque mesures que l’erreur, en tenant compte de E0, est dans la limite de l’EMT.

Essai d’Erreurs d’indication (justesse) avec tare

Exigence (§3.5.3.4)

Tout comme les essais de justesse sans tare, les erreurs doivent respecter les EMT (toujours en tenant compte de l’erreur à 0).

Mode opératoire (A.4.6.1)

Plusieurs possibilités:

  • Faire les essais de pesage avec une valeur de tare entre 1/3 et 2/3 de l’effet maximal de tare
  • Faire des calculs à partir des résultats des essais de justesse sans tare
  • Utiliser une méthode graphique (la « méthode du calque »)

 

A propos du recours à un calcul, une règle souvent employée est:

  • La différence des erreurs entre 2 points doit être [-0.5 e; 0.5 e]
  • La différence entre l’erreur min et l’erreur max doit être ≤ e

Malheureusement, cette méthode produit des faux positifs et des faux négatifs,..

Une méthode fiable consiste à simuler la méthode visuelle:

  • Pour tous les points P1, de Min à Max, par pas de e
  • Pour tous les points P2, de P1 à Max, par pas de e
  • Erreur à P2 – Erreur à P1 est conforme à l’EMT à (P2 – P1)
  • Les calculs devant être faits en charge puis en décharge

Un calcul à confier à un logiciel tant le nombre de vérifications est élevé.

Essai de Répétabilité

Remarque: nommé « essais de fidélité » dans la version 1993 de la norme.

Exigences (§3.6.1)

L’écart entre les erreurs min et max mesurées lors des différentes pesées doit être conforme à l’EMT.

Chaque résultat de pesage devant évidement respecter l’EMT.

Mode opératoire (A.4.10)

  • Relever les erreurs pour 3 pesées à 0.8Max. Il est impératif de repasser par 0 entre 2 pesées.

Dans la version 1993 de la norme l’essai devait être réalisé à Pmax et Pmax / 2.

Essai de Mobilité

Alleluia, cet essai (pertinent pour les IPFNA mécaniques) n’est plus applicable aux IPFNA électroniques (§8.3.3).

Essai d’Excentration

Exigences (§3.6.2)

Les erreurs, en tenant compte de l’erreur à 0, doivent être conformes aux EMT pour les différentes positions de charge.

Mode opératoire (A4.7)

  • Utiliser des poids importants plutôt que beaucoup de petits, les plus petits étant positionnés sur les gros
  • Le zéro suiveur est à inhiber (petite charge au centre du récepteur de charge)
  • Tester successivement les 4 quarts du récepteur, en positionnant les charges au centre de chaque zone
  • Les mesures sont réalisées à Max/3

Essai d’Extinction

Exigence (§4.2.3)

Indication doit être rendue impossible à partir d’une charge ]Max; Max +9e].

Mode opératoire

  • Charger à Max, le poids doit s’afficher
  • Augmenter le poids de e en e, l’affichage du poids doit s’arrêter à une charge ≤ Max+9e.