Thermocouple

Définition: Le thermocouple est un dispositif de mesure de la température. Il utilise pour mesurer la température à un point particulier. En d’autres termes, c’est un type de capteur utilisé pour mesurer la température sous la forme d’un courant électrique ou de l’EMF.

Le thermocouple se compose de deux fils de métaux différents qui sont soudés ensemble aux extrémités. La partie soudée créait la jonction où la température est utilisée pour être mesurée. La variation de la température du fil induit les tensions.

Principe de travail du thermocouple

Le principe de travail du thermocouple dépend des trois effets.

Voir l’effet de retour – L’effet d’observation se produit entre deux métaux différents. Lorsque la chaleur fournit à l’un des métaux, les électrons commencent à couler du métal chaud au métal froid. Ainsi, le courant direct induit dans le circuit.

En bref, c’est un phénomène dans lequel la différence de température entre les deux métaux différents induit les différences potentielles entre elles. L’effet Voir Beck produit de petites tensions pour par Kelvin de température.

Effet de peltier – L’effet Peltier est l’inverse de l’effet Seebeck. L’effet Peltier indique que La différence de température peut être créée entre deux conducteurs différents en appliquant la différence de potentiel entre eux.

Effet Thompson – L’effet Thompson indique que Lorsque deux métaux différents se réunissent et s’ils créent deux jonctions, la tension induit toute la longueur du conducteur en raison du gradient de température. Le gradient de température est un terme physique qui montre la direction et le taux de changement de température à un emplacement particulier.

Construction de thermocouples

Le thermocouple se compose de deux métaux différents. Ces métaux sont soudés ensemble au point de jonction. Cette jonction considère comme le point de mesure. Le point de jonction se caresse en trois types.

1. Jonction non fondée – en jonction non fondée, Les conducteurs sont entièrement isolés de la gaine de protection. Il est utilisé pour les travaux d’application à haute pression. Le principal avantage de l’utilisation d’un tel type de jonction est qu’il réduit l’effet du champ magnétique parasite.
2. Jonction fondée – Dans un tel type de jonction Les métaux et la gaine de protection sont soudés ensemble. L’utilisation de la jonction à la terre pour mesurer la température dans l’environnement corrosif. Cette jonction fournit une résistance au bruit.
3. Jonction exposée – Un tel type de jonction utilise aux endroits où la réponse rapide nécessite. La jonction exposée est utilisée pour mesurer la température du gaz.

Le matériau utilise pour la fabrication du thermocouple dépend de la plage de température de mesure.

Fonctionnement du thermocouple

Le circuit du thermocouple est illustré dans la figure ci-dessous. Le circuit comprend deux métaux différents. Ces métaux sont réunis de telle manière qu’ils créent deux jonctions. Les métaux sont délimités à la jonction par le soudage.

Soit les P et Q sont les deux jonctions des thermocouples. Le T₁ et t₂ sont les températures aux jonctions. Comme la température des jonctions est différente les unes des autres, l’EMF génère dans le circuit.

Si la température à la jonction devient égale, l’EMF égal et opposé génère dans le circuit et le courant zéro le traverse. Si les températures de la jonction deviennent inégales, la différence de potentiel induit dans le circuit. L’amplitude de l’EMF induit dans le circuit dépend des types de matériaux utilisés pour fabriquer le thermocouple. Le courant total traversant le circuit est mesuré à travers les dispositifs de mesure.

L’EMF induit dans le circuit de thermocouple donné par l’équation Où Δθ – différence de température entre la jonction du thermocouple chaud et la jonction de thermocouple de référence.
A, B – Constantes

Mesure de la sortie du thermocouple

L’EMF de sortie obtenu à partir des thermocouples peut être mesurée par les méthodes suivantes.

1. Multimètre – Il s’agit d’une méthode plus simple pour mesurer l’EMF de sortie du thermocouple. Le multimètre est connecté aux jonctions froides du thermocouple. La déviation du pointeur multimètre est égale au courant qui traverse le compteur.
2. Potentiomètre – La sortie du thermocouple peut également être mesurée à l’aide du potentiomètre DC.
3. Amplificateur avec dispositifs de sortie – La sortie obtient des thermocouples est amplifiée par un amplificateur, puis se nourrissait de l’instrument d’enregistrement ou d’indication.

Avantages du thermocouple

Voici les avantages des thermocouples.

1. Le thermocouple est moins cher que les autres dispositifs de mesure de la température.
2. Le thermocouple a le temps de réponse rapide.
3. Il a une large plage de températures.

Inconvénients des thermocouples

1. Le thermocouple a une faible précision.
2. Le recalibrage du thermocouple est difficile.

Alliage de nickel-alliage, platine / rhodium, tungstène / alliage rhénium, chromel-or, alliage de fer est le nom des alliages utilisés pour fabriquer le thermocouple.