Thermocouple - ne
Concept : Thermocouple⚓
Les thermocouples ou couples thermoélectriques (CTE) sont, en physique, des couples de matériaux dont l'effet Seebeck est utilisé pour la mesure de température. Ils sont bon marché et permettent la mesure dans une grande gamme de températures. Leur principal défaut est leur imprécision : il est relativement difficile d'obtenir des mesures avec une erreur inférieure à 0,1 °C - 0,2 °C.
 | Les thermocouples sont peu coûteux et peuvent fonctionner sur toute une gamme de températures. Ils sont relativement précis. Sur de faibles variations de température, la tension mesurée est approximativement linéaire. |
Réglementaire : Principe de fonctionnement⚓
Un thermocouple est créé lorsque deux métaux différents entrent en contact, ce qui produit, au point de contact, une faible tension en circuit ouvert qui correspond à la température. Vous pouvez utiliser cette tension thermoélectrique, communément appelée tension Seebeck[1], pour calculer la température.
Conseil : Mesure et Précision des mesures⚓
En règle générale, les signaux de sortie d'un thermocouple sont situés dans la gamme des millivolts et ont une sensibilité très basse de la température par rapport à la tension, ce qui signifie que vous devez faire très attention aux sources d'erreurs susceptibles d'influencer la précision de vos mesures. Les principales sources d'erreurs à prendre en considération dans le cadre des mesures par thermocouples sont le bruit, les erreurs de gain et d'offset, la précision de la compensation de soudure froide, et les erreurs de thermocouple.
Principe de la mesure⚓
Pour mesurer la température à l'aide d'un thermocouple, il ne suffit pas de connecter le thermocouple à un voltmètre ou à un autre dispositif de mesure, car la tension mesurée est proportionnelle à la différence de température entre la jonction principale et la jonction au niveau de laquelle la tension est mesurée. Par conséquent, pour connaître la température précise à l'extrémité du thermocouple, il faut également connaître la température présente à la jonction du thermocouple qui est connecté au matériel de mesure.
Soit un thermocouple de type J qui se trouve dans la flamme d'une bougie dont on souhaite mesurer la température.
Les deux fils du thermocouple sont connectés aux terminaux en cuivre d'un matériel d'acquisition de données. Le circuit comporte trois jonctions métalliques de natures différentes : J1, J2 et J3. Cela se traduit par une tension de Seebeck entre J3 et J2 proportionnelle à la différence de température entre J1, qui est la température de la flamme de la bougie, et J2 et J3.
J2 et J3 doivent être assez proches pour qu'on puisse partir du principe qu'ils partagent la même température. Comme le fil en cuivre est connecté à la fois à J2 et J3, il n'y a pas de contribution de tension supplémentaire entre la différence de température de la jonction J2/J3 et le point où la tension est mesurée par le matériel d'acquisition de données. Afin de déterminer la température au niveau de J1, vous devez connaître les températures des jonctions J2 et J3. Vous pouvez ensuite utiliser la tension mesurée et la température connue de la jonction J2/J3 pour déduire la température au niveau de J1.
Remarque : Loi des métaux intermédiaires⚓
 | l'insertion de n'importe quel type de fil dans un circuit de thermocouple n'a aucune influence sur la sortie tant que les deux extrémités de ce fil sont à la même température, c'est-à-dire isothermes. |
Attention : Solution 1 - Conditionnement spécifique à un type de thermocouple⚓
Cette solution nécessite une zone isotherme dont le câblage est forcément lié à un type de thermocouple bien précis puisque l'on insère un fil entre J3 et J4 de même matériau que le thermocouple étudié. Si le bloc de connexion est polyvalent, passer à la solution 2.
  | En insérant un fil de constantan dans le boitier isotherme entre J3 et J4, sachant que J2 et J4 sont à la même température, on obtient deux jonctions (fer-constantan) exposées à 2 températures différentes :
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