Principe et fabrication Thermocouple

Thermoélectricité
Le générateur thermoélectrique, constitué par deux conducteurs dc nature différente réunis en un point par une soudure, fournit une force électromotrice dont la valeur est fonction dc la température du point de jonction (figure 8.2 1). Ce point de soudure est appelé soudure chaude ou soudure dc mesure.
La différence de potentiel est directement exploitable à l’entrée d’un amplificateur.

Figure 8.21 — Couple thermoélectrique.
• Matériaux thermoélectriques
Le choix des deux métaux qui constituent le couple dépend du domaine de l’utilisation. Plusieurs couples thermoélectriques sont bien adaptés à de nombreux cas pratiques dc mesure. Ils Font l’objet de normes internationales.
Les métaux utilisés sont le cuivre, le constantan, le nickel, le fer, ic platine.
• Thermocouple industriel
1.cs extrémités des deux éléments thermoélectriques sont nettoyées soigneusement avant d’être soudées à l’arc électrique. Le couple formé est enrobé dc l’isolant qui est souvent fabriqué en poudre dc magnésie fortement compactée qui offre une résistance d’isolement dc plusieurs milliers dc méga-ohms. L’ensemble est introduit dans un tube métallique qui constitue la gaine, assurant la protection mécanique et chimique (figure 8.22).

Figure 8.22 — Thermocouple.
La fonction de l’isolant est d’empêcher tout contact entre les conducteurs, et entre les conducteurs et la gaine. L’utilisation du bon isolant est nécessaire pour un diamètre de l’ensemble de l’ordre de quelques millimètres jusqu’à 0,5 mm.
Pour les thermocouples industriels, la gaine est en acier inoxydable, ce qui garantit la durée de vie du couple et la qualité de mesure.
• Câbles de liaison
Câble d’extension
Les câbles d’extension permettent de prolonger les circuits de thermocouple jusqu’à l’appareil de mesure (figure 8.23). Les conducteurs sont réalisés dans les mêmes matériaux que ceux du thermocouple; ils n’introduisent donc pas d’erreur dans la mesure.
Longueurs standard: jusqu’à 99
Câbles d’extension multivoies : jusqu’à 24 voies.

Figure 8.23 - Thermocouple et câble d’extension.
Câble de compensation
Les matériaux thermoélectriques des couples sont des métaux rares ou précieux. Cependant les couples peuvent être connectés à des câbles de compensation dont les matériaux thermoélectriques sont moins onéreux. Ils fournissent la même force électromotrice que les thermocouples dans le domaine de température de O à 80 C.
Au-delà de 80 C, on évitera des erreurs de mesure en préférant un câble d’extension à un câble de compensation.
• Thermocouple de surface armature magnétique
Ce thermocouple est destiné à la mesure dc la température de surface sur métaux
ferreux. Le système à ressort permet un bon contact (figure 8.24a).
Types K, J, T et E. Température d’utilisation maximale: 370 C.
Câble d’extension en soie dc verre — terminaison par connecteur mâle.
• Thermocouple de surface
Le thermocouple de surface (figure 8.24b) ou thermocouple à coller est destiné à mesurer la tcmperaturc de surface. Sa mise en place peut etre realisee par adhesif
ou ciment-colle. Grâce à sa souplesse. il peut être installé sur des surfaces de diverses formes.
Types K, J, T cc E.
Température d’utilisation de — 75 à 260 C.
Isolement de la masse par un film Kapwn siliconé.
Raccordement par connecteur miniature compensé.

Figure 8.24 - (a) Thermocouple à armature magnétique et (b) thermocouple de surface.