Le capteur de température thermocouple doit son succès à sa grande polyvalence. Il permet de créer des sondes thermiques adaptées à de nombreux domaines d’application. Le fonctionnement du thermocouple se base sur un phénomène appelé effet thermoélectrique Seebeck. On déduit la température à partir du niveau de tension électrique généré par le changement de température au sein du thermocouple.
Le fonctionnement des thermocouples se base sur la tension thermoélectrique
Un thermocouple est un capteur de température utilisé dans divers domaines (industrie, chimie, agroalimentaire…). Il contient deux fils métalliques de différentes natures.
Le principe de fonctionnement des thermocouples
Ces fils sont reliés par deux soudures, le point chaud et le point froid. La soudure chaude est souvent protégée par une gaine métallique. Le point froid doit rester à une température connue. Durant la prise de température, la soudure froide peut être maintenue à une température précise via un mécanisme de réfrigération.
Lorsque le point chaud est exposé à la chaleur ou au froid, la densité électronique de chaque fil est modifiée. On utilise un matériel de mesure pour évaluer la force électro-motrice et ainsi mesurer la température.
Les précautions à prendre pour un fonctionnement optimal des thermocouples
Les fils métalliques doivent être soudés correctement pour résister aux vibrations. Plusieurs techniques de jonction existent, comme la soudure électrique. La température de soudure doit être contrôlée pour éviter d’endommager les fils.
Les interférences électriques peuvent perturber le signal du thermocouple. Un moteur bruyant à proximité peut fausser les résultats, nécessitant un recalibrage.
Il est essentiel d’utiliser le bon type de thermocouple et un gainage adapté au milieu à mesurer. Un décalibrage peut survenir en raison d’une température trop élevée ou d’une usure de la gaine.
Comment choisir son thermocouple ?
La plage de température et le temps de réponse
En théorie, plusieurs alliages métalliques peuvent être utilisés pour former un thermocouple. Il existe 8 types de thermocouples couramment utilisés. Les types J, K, T et E sont économiques et polyvalents. Les types R, S et B permettent de mesurer des températures très élevées.
Le choix du thermocouple doit correspondre à la plage de température à mesurer. Pour une précision optimale, il faut adapter la plage de température du capteur à l’application.
Le temps de réponse dépend du type de jonction. Une jonction exposée permet une réaction plus rapide, car elle n’est pas protégée par une gaine.
La compatibilité avec le domaine d’application
Lors du choix d’un capteur de température, il est important de définir les variables à mesurer. Par exemple, un capteur d’humidité et de température peut être utile. Un transmetteur programmable permet de configurer les paramètres selon l’application.
Un bon capteur électronique doit être facile à manipuler et adapté à l’environnement. Certains appareils combinent thermomètre infrarouge et thermocouple pour une mesure à distance.
Parmi les capteurs les plus utilisés, on retrouve aussi les thermistances, qui réagissent aux variations de température en modifiant leur résistance.
