Thermocouple
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Article en cours de rédaction au 11 juin 2005
En physique, les thermocouples sont utilisés pour la mesure de température. Ils sont bon marchés et permettent la mesure d'une grande gamme de températures. Leur principal défaut est leur précision : il est relativement difficile d'obtenir des mesures avec une erreur inférieure à 0,1-0,2°C. Le principe de la mesure de température par des thermocouples est basé sur l'effet Seebeck.
Principes de la mesure
Le schéma ci-contre présente le principe de la mesure de température par thermocouples. Les deux métaux a et b, de natures différentes, sont reliés par deux jonctions (formant ainsi un thermocouple) aux températures T1 et T2. Par effet Seebeck, le thermocouple génère une différence de potentiel qui dépend de la différence de température entre les jonctions, T1-T2. Notons que les thermocouples ne mesurent pas à proprement parler une température mais une différence de température. Pour mesurer une température inconnue, l'une des deux jonctions doit être maintenue à une température connue, par exemple celle de la glace fondante (0°C). Il est également possible que cette température de référence soit mesurée par un capteur (température ambiante, par exemple). La mesure de température est donc une mesure indirecte, puisque les thermocouples mesurent en fait une différence de potentiel électrique. Il est donc nécessaire de connaître la réponse du thermocouple utilisé en fonction de la température pour pouvoir relier la différence de potentiel électrique à la différence de température. La mesure passant par la détermination d'une différence de potentiel, sa précision dépend fortement de la mesure de voltage.
Différents type de thermocouples
Il existe différents types de thermocouples, correspondant chacun à une gamme de température ou à une plus ou moins grande précision. Leurs propriétés peuvent également dépendre du type d'isolation (gaine) utilisée pour les fils métalliques. La liste suivante, non exhaustive, référence quelques uns de ces types de thermocouples (il est possible de trouver plus d'information sur les sites web des fabricants).
Le thermocouple de type K est le plus standard. Il permet une mesure dans une gamme de température large : -200°C à 1200°C. Il est également bon marché.
Ce thermocouple est intéressant pour la mesure de températures basses. Il a également l'avantage de ne pas avoir de réponse magnétique.
Sa bonne stabilité et sa bonne résistance aux températures élevées et à l'oxydation rend ce thermocouple intéressant pour les mesures à hautes températures.
Fonctionne bien dans le vide mais n'est pas recommandé pour les basses températures.
Particulièrement adapté pour une utilisation à basse température comme pour des applications cryogéniques.
- Type R : Platine-Rhodium(13%) / Platine
Adapté aux températures élevées.
- Type S : Platine-Rhodium(30%) / Platine
Adapté aux températures élevées.
- Type B : Platine-Rhodium(30%) / Platine-Rhodium(6%)
Adapté aux températures élevées, utilisé en grande partie en verrerie industrielle.
Voir aussi
- L'article détaillé température
- L'effet Seebeck
- L'article voltmètre pour la mesure de différence de potentiel électrique
