Définition: Le instrument lequel usages le thermocouple pour mesures de la température, actuel et tension Ce type d’instrument est connu sous le nom d’instrument thermocouple. C’est utilisé pour les deux AC et DC mesures.
Le thermocouple est un dispositif électrique qui utilise deux fils du métal différent. C’est un travail sur le principe que l’énergie thermique est convertie en énergie électrique à la jonction qui est faite de métaux différents.
Le courant dont l’ampleur est utilisé pour être mesuré passe à travers la jonction du thermocouple. Le courant produit la chaleur dans l’élément chauffant et le thermocouple induit la force électromotive dans les bornes de sortie. Cet EMF est mesuré via l’instrument PMMC. L’amplitude de l’EMF est proportionnelle à la température et à la valeur RMS du courant.
L’avantage le plus significatif de l’instrument thermocouple est qu’il est utilisé pour la mesure à haute fréquence du courant et de la tension. L’instrument est plus précis pour la fréquence supérieure à 50 Hz.
Principe de fonctionnement de l’instrument thermoélectrique
Le circuit dans lequel les EMF thermiques génèrent est composé de deux métaux différents. La température à leur jonction est écrite comme
Où les A et B sont constants, et leur valeur dépend des propriétés du métal utilisées dans le thermocouple. La valeur approximative du A est de 40 à 50 microft, et celle de la B est de quelques dixièmes à des centaines de microft / c2.
Soit = Δθ la différence de température entre la jonction chaude et froide. Ainsi leur température est exprimée comme
Le radiateur produit la chaleur qui est directement proportionnelle à la i2R. Où je est la valeur RMS du courant et R est la résistance de l’élément chauffant. L’augmentation de la température est proportionnelle à la chaleur produite par l’élément chauffant.
L’instrument thermocouple a deux jonctions froides et chaudes. La différence entre ces deux jonctions est exprimée comme
La valeur de B est très petite par rapport à la A et donc elle est négligée. La température à la jonction est exprimée comme
La déviation de l’instrument PMMC est directement proportionnelle à l’EMF induit dans les terminaux. La déviation des instruments de bobine en mouvement est exprimée comme
Où k3 – Ak1K2R = une constante.
L’instrument montre la réponse de la loi carrée.
Construction d’un instrument thermoélectrique
L’élément thermoélectrique et l’instrument indiquant sont les deux parties principales de l’instrument thermo-électrique.
Éléments thermoélectriques
Quatre types d’éléments thermoélectriques sont utilisés dans l’instrument thermocouple. Leurs types sont expliqués ci-dessous en détail.
1. Type de contact – L’élément de type de contact utilise le radiateur séparé. La jonction du thermocouple est contactée avec le radiateur illustré dans la figure ci-dessous.
L’élément de chauffage électrique est utilisé aux fins suivantes.
- L’élément de chauffage convertit l’énergie électrique en énergie thermique.
- L’énergie thermique est convertie en énergie thermique à l’aide de l’effet Seebeck.
- La borne de sortie du thermocouple est connectée à l’instrument PMMC. La plus petite quantité d’énergie électrique est utilisée pour déviation du pointeur de l’instrument PMMC, et cette énergie est stockée à la source de l’instrument.
2. Instrument de type sans contact – Dans cet instrument, il n’y a pas de contact électrique entre l’élément chauffant et le thermocouple. Il est séparé par l’isolation électrique. L’isolation rend le système moins sensible et lent par rapport à l’instrument de type de contact.
3. Thermo-Element sous vide – Dans l’instrument de tube à vide, le radiateur et le thermocouple sont placés dans le tube en verre évacué. Ce tube à vide augmente l’efficacité des instruments car le radiateur reste chaud pendant longtemps.
4. Type de pont – Dans l’instrument de type de pont, le courant passe directement à travers le thermocouple et augmente leur température. La température du thermocouple est directement proportionnelle à la valeur RMS du courant.
Avantages de l’instrument thermoélectrique
Voici les avantages de l’instrument thermoélectrique.
- Il indique directement la valeur RMS de tension et de courant sur la forme d’onde.
- Ce type d’instrument est exempt du champ magnétique parasite.
- L’élément électrique thermique est utilisé pour une large gamme de mesures de courant.
- L’instrument a une sensibilité élevée.
- Il est utile pour l’étalonnage du potentiomètre à l’aide de la cellule standard.
- L’élément thermique est exempt de l’erreur de fréquence et donc utilisé pour la plus large plage de fréquence.
Inconvénients de l’instrument thermoélectrique
Le seul inconvénient de l’instrument thermoélectrique est que leur capacité de surcharge est inférieure à celle de l’autre élément.