Quel que soit leur domaine d’application, les dispositifs de mesure de température ont besoin d’être calibrés afin d’offrir une bonne précision. La sonde thermocouple est utile pour relever la température sur de larges gammes de mesure dans l’industrie, l’agro-alimentaire ou encore le transport. L’étalonnage des appareils de mesure à thermocouple se réalise en suivant différentes étapes afin de s’assurer de la concordance entre le signal émis et la température mesurée.
À quoi sert l’étalonnage d’un thermocouple ?
Pour aborder la question de l’étalonnage, il est nécessaire de rappeler le fonctionnement du thermocouple. Ce type de capteur de température contient deux fils de métaux conducteurs de natures dissemblables. L’une de leurs extrémités est reliée, généralement grâce à une soudure. Lorsque le point chaud est exposé à une variation de température, une tension se crée au sein des fils. L’autre extrémité, le point froid, est reliée à un instrument de mesure qui va permettre de calculer la température. Les thermocouples sont très utiles dans l’industrie grâce à leur prix raisonnable et à la large gamme de température qu’ils couvrent.
L’étalonnage d’un appareil de mesure consiste à s’assurer qu’il donne des indications précises et à corriger les erreurs relevées. De nombreux facteurs liés à l’environnement provoquent de l’usure. Les milieux oxydants ou pressurisés peuvent décalibrer le thermocouple. La vérification de la sonde passe aussi par un test de l’appareil de mesure. Enfin, il est parfois possible que les câbles de raccordement altèrent les valeurs de mesure. Tester l’ensemble des éléments constitutifs de la sonde thermocouple ainsi que la qualité de leur connexion est une recommandation.
Quand procéder à l’étalonnage d’un thermocouple ?
Les thermocouples sont calibrés une première fois par le fabricant. L’étalonnage des instruments est ensuite nécessaire :
- Lorsque la sonde de température est affectée à un nouveau milieu à mesurer ;
- Lors du changement d’affectation de la sonde de mesure ;
- En cas de suspicion de résultats inexacts ;
- Régulièrement, à une fréquence qui dépend de l’usure induite par son environnement.
Comment étalonner un capteur thermocouple ?
La procédure d'étalonnage d’un thermocouple se fait en exposant la jonction chaude du capteur à une température connue. Si les températures relevées ne sont pas correctes, il faudra ajuster le calcul de température en ajoutant un coefficient correctif.
Pour procéder à l’étalonnage du thermocouple, il faut tout d’abord s’assurer que la sonde n’est pas endommagée ou souillée. Il est également nécessaire de disposer du matériel adéquat. L’étalonnage peut être effectué en interne ou confié à un prestataire. Il peut être avantageux financièrement de s’équiper de matériel d’étalonnage.
Deux techniques principales permettent de calibrer une sonde thermocouple : l’étalonnage par comparaison et l’étalonnage en points fixes.
L’étalonnage par comparaison
Cette technique est largement utilisée dans l’industrie. L’étalonnage par comparaison consiste à placer la sonde à étalonner et une autre sonde étalon dans un milieu où la température est stable et homogène. Le type de sonde choisie comme étalon doit offrir une plus grande précision. Le milieu chauffé est généralement un puits sec, un bain ou un four à tubes.
L’étalonnage en points fixes
La technique en points fixes consiste à exposer la soudure chaude du thermocouple à un milieu dont on connaît la température avec certitude. Le principe utilisé est celui du point triple selon l’Échelle Internationale de Température de 1990. Le point triple de l’eau est à 0,01 °C et permet une mesure très précise.
L’interprétation des données d’étalonnage
L'ASTM (American Society for Testing and Materials) a émis des recommandations pour uniformiser la mesure de contrôle. Il faut ainsi calculer les erreurs à partir de la tension de sortie des thermocouples grâce à des tables standard. L’étalonnage est un processus long puisqu’il faut tester la sonde sur toute sa plage de mesure.
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