Les thermocouples sont des capteurs de température fabriqués à partir de deux alliages métalliques. Lorsque les deux métaux sont réunis pour former une jonction, une tension est générée lorsqu'il existe des différences de température entre eux. Ceci est connu comme l'effet Seebeck.

L'effet Seebeck

Le physicien allemand devenu physicien Thomas Johann Seebeck a découvert l'effet Seebeck. Il a pris deux métaux différents, avec un à une température plus élevée que l'autre, et a fait un circuit en série en les joignant ensemble dans une jonction. Il a trouvé qu'il était capable de générer une tension. Plus la différence de température entre eux était grande, plus la tension générée était élevée, et il trouvait que les résultats étaient indépendants de la forme du métal.

Importance

Les thermocouples sont précieux dans la science et ingénierie, en raison de caractéristiques telles que leur temps de réaction rapide et leur petite taille. Ils ont la capacité de mesurer avec précision des températures extrêmes, allant de 270 à 2 500 degrés Celsius, et des erreurs de 0,5 à 2 degrés Celsius.

L'inconvénient des thermocouples est que les signaux produits peuvent être non linéaires, et il faut donc les calibrer soigneusement.

Construction

Deux alliages métalliques sont réunis pour former une jonction. Une partie de la jonction est placée sur une source dont la température doit être mesurée, tandis que l'autre extrémité est maintenue constante par une source de température. La source de température est généralement un capteur de température à l'état solide, bien que les plus anciens utilisent un bain d'eau glacée.

Un facteur de sensibilité à la température est le type de combinaisons métalliques utilisées. Une combinaison nickel-nickel a une plage de température de -50 à 1410 degrés Celsius, tandis qu'un rhénium-rhénium peut mesurer de 0 à 2 315 degrés Celsius. Le chrome-alumel, le cuivre-constantan et le fer-constantan sont les plus courants.

Types

Il existe plusieurs types différents. Ils sont classés en fonction de la température maximale qu'ils peuvent mesurer, de leur capacité de fonctionnement et de leur robustesse. Les plus courants sont J, K, T et E. Par exemple, les thermocouples de type J peuvent être utilisés sans une gaine appelée gaine, bien qu'une soit recommandée pour prolonger leur durée de vie. Les thermocouples de type J peuvent fonctionner dans des environnements où l'oxygène libre est insuffisant et peuvent mesurer jusqu'à 760 degrés Celsius.

Utilisations

Les thermocouples sont les capteurs de température les plus populaires. Ils sont utilisés comme thermomètres hospitaliers et dans les tests de diagnostic pour les moteurs de véhicules. Certains appareils à gaz tels que les chaudières, les chauffe-eau et les fours les utilisent comme dispositifs de sécurité; Si la veilleuse est éteinte, le thermocouple empêche le fonctionnement de la soupape à gaz. Ils sont également utilisés comme aide à la pasteurisation du lait et comme thermomètres alimentaires. Dans l'industrie, ils sont précieux comme sondes et capteurs.