De nombreux processus industriels nécessitent des relevés de température fiables et réguliers. Le capteur thermocouple répond à ce besoin en permettant de mesurer de larges plages de température dans divers milieux. Il existe 8 principaux types de thermocouple, chacun dédié à une gamme de mesure spécifique. Pour approfondir le sujet de la plage de mesure des thermocouples et vous aider à choisir vos capteurs, nous allons revenir sur le fonctionnement du thermocouple. Nous verrons ensuite l’ensemble de ses caractéristiques.
Le principe du capteur thermocouple
Le capteur thermocouple est un composant de la sonde thermocouple, un appareil de mesure de température. Son fonctionnement se base sur l’effet Seebeck, c’est-à-dire qu’une tension électrique peut être relevée lorsqu’il est exposé à un changement de température. Cette tension est ensuite convertie en °C ou en °F via les tables de conversion des thermocouples.
Le thermocouple contient deux fils de métaux conducteurs reliés en un point et formant une boucle ouverte. La force électro-motrice (fem) apparaît lorsque la soudure reliant les deux fils est placée dans le milieu dont on souhaite relever la température. Les autres extrémités des fils permettent de relier à l’appareil de mesure. On appelle ces points les soudures froides. Les tables de conversion considèrent que le point froid est à 0 °C ou 32 °F. Si cette température varie, une compensation doit être effectuée.
La large plage de mesure du thermocouple
Il est le capteur de température le plus couramment utilisé dans l’industrie. Il est robuste, offre une bonne résistance aux vibrations et une précision de mesure satisfaisante. Son coût est faible et il fournit une réponse rapide face aux changements de température.
Il peut mesurer des températures extrêmes, aussi bien très basses que très hautes. Bien choisi, il permet de relever des températures avec une haute précision et un temps de réponse minimal. Le thermocouple est une sonde de contact, qui peut mesurer une température ambiante comme une température de surface.
Qu’est-ce qui détermine la plage de mesure d’un thermocouple ?
La plage de mesure désigne l’amplitude de température qu’un thermocouple peut mesurer. Aussi appelée gamme de mesure, elle varie en fonction du type de thermocouple. On parle de 8 types de thermocouples car ils sont les plus utilisés et compatibles avec la norme CEI 60584.1.
Outre les matériaux et les plages de mesure, un autre élément clé est la courbe de conversion. Cette courbe indique la température correspondant à la force électromotrice relevée par l’instrument. La température est en abscisse et les millivolts en ordonnée.
Les plages de mesure des thermocouples par type
- Type K (Chromel / Alumel) : 0 à 1100 °C en usage continu, -200 à 1300 °C en usage intermittent.
- Type J (Fer / Constantan) : -20 à 700 °C en usage continu, -180 à 750 °C en usage intermittent.
- Type T (Cuivre / Constantan) : -185 à 300 °C en usage continu, -250 à 400 °C en usage intermittent.
- Type E (Chromel / Constantan) : 0 à 800 °C en usage continu, -40 à 900 °C en usage intermittent.
- Type N (Nicrosil / Nisil) : 0 à 1150 °C en usage continu, -270 à 1280 °C en usage intermittent.
- Type S (Platine Rhodié 10 % / Platine) : 0 à 1550 °C en usage continu, 0 à 1700 °C en usage intermittent.
- Type R (Platine Rhodié 13 % / Platine) : 0 à 1600 °C en usage continu, 0 à 1700 °C en usage intermittent.
- Type B (Platine Rhodié 30 % / Platine Rhodié 6 %) : 100 à 1600 °C en usage continu, 0 à 1800 °C en usage intermittent.
Comprendre la plage de mesure du thermocouple pour choisir une sonde
Le choix d’un thermocouple dépend des exigences techniques du projet. Il faut aligner la plage de mesure du thermocouple avec la température à mesurer.
Chaque type de thermocouple possède une plage d’usage continu et une plage d’usage intermittent. La première doit être privilégiée pour éviter d’altérer la sonde thermique. Utiliser une sonde en continu sur sa plage intermittente peut réduire sa durée de vie et fausser les relevés.
Déterminer la température à mesurer permet aussi de choisir les outils associés, comme un boîtier enregistreur. Cet appareil, équipé d’un affichage numérique, stocke les données de température et peut gérer plusieurs thermocouples simultanément.
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