Dans de nombreux secteurs d’activité, les entreprises ont besoin de réaliser un contrôle précis de la température dans leurs processus de production. Pour réaliser le relevé d’une température de surface et prévenir les erreurs de mesure, il est essentiel de comprendre le fonctionnement de la sonde thermique. Dans le cas du thermocouple, la valeur de la température se calcule à partir d’un courant électrique. Ce calcul nécessite notamment l’utilisation de courbes de thermocouple. Nous vous expliquons ici ce que sont précisément ces courbes de conversion et comment elles sont exploitées.
Comment se calcule la température avec un thermocouple ?
Pour comprendre le rôle des courbes de thermocouple, commençons par un rappel des bases du fonctionnement du thermocouple.
Qu’appelle-t-on un thermocouple ?
Le thermocouple est un type de capteur de température largement utilisé dans l’industrie. Il est composé d’une sonde de température, d’un capteur en contact avec l’environnement à mesurer, et d’un boîtier de mesure qui affiche la température en degrés Celsius. Le thermocouple mesure la température de contact, contrairement à d’autres sondes qui fonctionnent à distance, comme les sondes infrarouges.
Si le thermocouple est si largement utilisé, c’est grâce à son faible coût, sa simplicité d’utilisation, sa durabilité et sa large plage de mesure. Il offre également une réponse rapide en cas de variations de température.
Comment convertir la tension d’un thermocouple en température ?
Une sonde thermocouple permet d’effectuer des mesures grâce à l’effet Seebeck. Lorsque deux métaux conducteurs différents sont reliés et exposés à des températures distinctes, un courant électrique se crée. Ce signal est converti en degrés Celsius.
Le capteur thermocouple possède deux jonctions : la soudure chaude (en contact avec l’environnement à mesurer) et la jonction froide (reliée à l’appareil de mesure du voltage).
Chaque type de thermocouple possède un coefficient Seebeck, permettant de convertir la température entre la soudure chaude et froide. Les courbes de thermocouple servent d’outils de conversion.
Les courbes de conversion par type de thermocouple
Comment utiliser une courbe de conversion de thermocouple ?
Les courbes de conversion de tension permettent d’obtenir la température à partir d’une force électro-motrice (fem). Le rapport tension/température n’est pas linéaire, et ces données sont souvent regroupées sous forme de table de conversion de thermocouple, affichant les millivolts et les températures correspondantes.
Pour utiliser ces courbes, il faut d’abord déterminer la tension du capteur lorsque la jonction froide est à 0°C. Si ce n’est pas possible, une compensation de la soudure froide est effectuée en utilisant une autre mesure de température.
Pour assurer la précision des mesures, il est nécessaire d’effectuer un étalonnage du thermocouple. Cela peut se faire en le comparant à des points de référence comme le triple point de l’eau, le point d’ébullition de l’eau, ou en le plaçant dans un four d’étalonnage.
Qu’est-ce qui différencie les types de thermocouples ?
Les différences entre les types de thermocouples reposent sur la nature des métaux utilisés pour les fils conducteurs. Chaque métal a une résistance à la température spécifique. En combinant deux alliages, on obtient un capteur aux caractéristiques particulières.
Les thermocouples les plus courants sont classés selon une norme européenne et désignés par une lettre. Les types K, J, T et E sont les plus répandus et abordables. Les types N, S, R et B sont conçus pour des températures très élevées. Les types S, R et B, composés de platine, sont plus onéreux.
La principale différence entre les thermocouples est leur plage de mesure. Certains mesurent des températures extrêmes, comme le type T idéal pour la cryogénie. D’autres se distinguent par leur résistance à l’oxydation et leur précision.
Aller plus loin sur les thermocouples :
Pour approfondir le sujet des thermocouples, consultez nos autres articles sur :
- Les sondes thermocouples et leurs applications.
- Les différents types de thermocouples et leurs caractéristiques.
- L’étalonnage des thermocouples et son importance.
- La plage de mesure des thermocouples selon leur type.
