Les capteurs thermocouples entrent dans la composition de sondes de température utilisées dans de nombreux secteurs professionnels. Il s’agit d’une technologie à la fois facile à utiliser et économique. Elle offre aussi un court temps de réponse aux variations thermiques. Les différents types de thermocouples couvrent des plages de températures plus ou moins étendues avec une précision variable.
Pour identifier le thermocouple le mieux adapté à votre domaine d’application et à votre budget, il est essentiel d’en comprendre le fonctionnement et de distinguer ses typologies.
Qu’est-ce qu’un thermocouple ?
Le thermocouple est l’un des deux grands types de capteurs de température les plus répandus.
- Le thermocouple permet de mesurer la température en calculant une différence de tension entre deux points, basé sur un principe thermoélectrique.
- La seconde catégorie, le capteur de température à thermistance, utilise un principe thermorésistif, basé sur la variation de résistance des matériaux.
Le fonctionnement du thermocouple
Un thermocouple, ou couple thermoélectrique, se compose de deux fils en métaux conducteurs différents reliés par deux types de soudures : le point chaud et le point froid. Une tension électrique se crée lorsque la jonction chaude subit un changement de température. C’est ce que l’on appelle l’effet thermoélectrique Seebeck.
Un voltmètre permet de mesurer la différence de potentiel entre la soudure chaude et la soudure froide. Ensuite, un transmetteur de température convertit cette donnée en degrés Celsius grâce à une table de référence, qui dépend du type de thermocouple utilisé.
Le maintien de la température de la jonction de référence
Pour que la sonde thermocouple fournisse des informations précises, la soudure froide doit être à une température stable. Plusieurs méthodes de compensation existent, notamment le bain d’eau glacée et l’utilisation d’un second instrument de mesure pour ajuster la température.
Si la distance entre le point de mesure et l’appareil est importante, un câble d’extension ou un câble de compensation peut être nécessaire.
Les types de thermocouples normalisés
Les thermocouples sont fabriqués avec divers métaux, mais 8 types principaux sont standardisés selon la norme CEI 60584.1.
Les types de thermocouples les plus utilisés
- Le type K (Nickel-Chrome / Nickel-Aluminium) est le plus répandu dans l’industrie, mesurant de -200 à 1200 °C.
- Le type J (Fer / Constantan) est utile en milieu réducteur, fonctionnant de -40 à 750 °C.
- Le type T (Cuivre / Constantan) est stable et adapté aux basses températures (-185 à 300°C).
- Le type E (Nickel-Chrome / Constantan) est recommandé pour les milieux sous vide et gaz inertes.
Les types de thermocouples pour hautes températures
- Le type N (Nickel-Chrome-Silicium / Nickel-Silicium) supporte des températures supérieures à 1280 °C.
- Le type S et R (Platine Rhodié / Platine) sont utilisés pour mesurer au-delà de 1000 °C.
- Le type B (Platine Rhodié 30 % / Platine Rhodié 6 %) peut mesurer jusqu’à 1700 °C.
