De nombreux processus industriels nécessitent des relevés de température fiables et réguliers. Le capteur thermocouple apporte une réponse à ce besoin. Il permet également 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 liées à la plage de mesure du thermocouple.
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 de deux fils de métaux ou d’alliages de métaux conducteurs. Ils relient en un point et forment une boucle ouverte. La force électro-motrice (fem) apparaît lorsque la soudure reliant les deux fils se trouve dans le milieu dont on souhaite relever la température. Les autres extrémités des fils permettent de relier à l’appareil de mesure. Et ce au niveau de ce que l’on appelle les points froids ou soudures froides. Les tables de conversion partent du principe que le point froid à la température du point de congélation de l’eau. Soit 0 °C ou 32 °F. Si nous ne pouvons pas maintenir à cette température, il faut alors mesurer cette température réelle. Il faut ensuite en tenir compte pour effectuer un calcul de compensation.
La large plage de mesure du thermocouple en fait un capteur populaire
Il est le type de capteur de température le plus couramment utilisé dans l’industrie. Il est robuste, il offre une bonne résistance aux vibrations et une bonne précision de mesure. Son coût est faible et il fournit une réponse rapide suite à un changement de température.
Il est aussi populaire car il est capable de mesurer des températures très basses (comme le zéro absolu) comme très hautes. Choisi correctement, il permet de relever des températures avec une haute précision avec 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 essentiellement de 8 types de thermocouples parce que ce sont les plus utilisés. Ils sont compatibles dans la norme européenne CEI 60584.1. Cette classification dépend des types de matériaux utilisés dans la fabrication de la sonde.
En dehors des matériaux et des plages de mesure des thermocouples, un autre élément est spécifique à chaque type. Les courbes de conversion. Ces courbes indiquent la température correspondant à la force électromotrice relevée par l’instrument de mesure. La température est en abscisse et les millivolts sont en ordonnée. Le lien entre les deux n’évoluent pas de manière régulière, formant une courbe.
Les plages de mesures des thermocouples par type
Chaque type couvert par la norme européenne CEI 60584.1 est désigné par une lettre et les matériaux qui le composent, l’élément positif étant cité en premier.
- Le thermocouple type K (Chromel / Alumel) a une plage de mesure de 0 à 1 100 °C en usage continu. En usage intermittent, cette plage s’étend sur une large gamme de température de -200 à 1300 °C.
- Le capteur de type J (Fer / Constantan) permet une prise de mesure sur une plage de -20 à 700 °C en usage continu et de -180 à 750 °C en usage intermittent.
- Un thermocouple de type T (Cuivre / Constantan) mesure la température sur une plage de -185 à 300°C en usage continu et de -250 à 400° C en usage intermittent.
- La plage de mesure de thermocouple du type E (Chromel / Constantan) est de 0 à 800 °C en usage continu et de −40 à 900 °C en usage intermittent.
- Pour le type N (Nicrosil / Nisil), l’usage continu va de 0 à 1 150 °C, l’usage intermittent de −270 à 1 280 °C.
- Le thermocouple de types S (Platine Rhodié 10 % / Platine) en usage continu s’étend de 0 à 1 550 °C. En usage intermittent, sa plage de mesure va de 0 à 1 700 °C
- Le type R (Platine Rhodié 13 % / Platine) peut mesurer la température de 0 à 1 600 °C en usage continu et de 0 à 1 700 °C en usage intermittent.
- Le thermocouple type B (Platine Rhodié 30 % / Platine Rhodié 6 %) offre une gamme de mesure en usage continu de 100 à 1 600 °C, en usage intermittent de 0 à 1 800 °C.
Comprendre la plage de mesure du thermocouple pour choisir une sonde
Le choix d’un type de thermocouple se tourne vers celui qui répond le mieux aux exigences techniques du projet pour lequel il va être utilisé. Il faut faire coïncider la plage de mesure optimale du thermocouple avec la plage de température à mesurer.
Comme nous venons de le voir, chaque type de thermocouple est associé à une plage d’usage continu et à une plage d’usage intermittent. Ces indications signifient que le capteur doit être utilisé de manière modérée sur la plage d’usage intermittent. Utiliser de façon prolongée la sonde thermique sur cette plage de température risque de l’altérer, ne garantissant plus un contrôle précis de la température. La plage d’usage continu est donc celle à prendre en considération en priorité lorsque vous choisissez une sonde de température.
Déterminer la plage de température à mesurer est aussi utile pour choisir les outils associés à la sonde de mesure, comme le boîtier enregistreur pour thermocouples. Cet appareil, qui comporte généralement un affichage numérique, stocke des données de températures et peut prendre en compte plusieurs thermocouples simultanément.
En bref, n’hésitez pas à contacter notre équipe commerciale de Thermometre.fr dédiée pour bénéficier de nos conseils professionnels.
Aller plus loin sur les thermocouples
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