Principe du thermocouple
Un thermocouple (ou CTE pour couple thermoélectrique) permet de mesurer la température avec une précision de 0,1 °C. Il est consituée de 2 matériaux distincts soudés à leur extrémité. Lorsque la température varie, une différence de potentiel apparaît à la jonction de deux matériaux et produit une source de tension (effet Seebeck) et est utilisé pour la mesure de la température.
Principe
Un thermocouple est constitué de deux fils de métaux différents, reliés ensemble à une extrémité. Le principe de fonctionnement repose sur l’effet Seebeck, qui permet de mesurer une température à partir d’une tension électrique.
La jonction entre les deux métaux est appelée “soudure chaude”. Elle constitue la sonde et est placée à l’endroit dont on souhaite mesurer la température. Les autres extrémités des fils sont reliées au voltmètre portant le nom usuel de “soudures froides”.
Schema
Lorsque la sonde est soumise à une différence de température, les électrons se déplacent dans les deux métaux. Les deux métaux étant différents (nombre d’électrons de conduction, énergie, mobilité des électrons, etc.), ils ne laissent pas circuler les électrons de la même manière. Cette différence de conduction provoque un léger déséquilibre électrique, ce qui crée une tension mesurable.
Exemple
Thermomètre thermocouple, généralement utilisé dans les aquariums.
Types de métaux
Les couples de métaux les plus courants sont :
| Type | Élément thermoélectrique | Plage de température (𐩑C) |
|---|---|---|
| B | Platine (6% de rhodium)/Platine (30% de rhodium) | 1370 à 1700 |
| E | Chromel/Constantan | 0 à 870 |
| J | Fer/Constantan | 0 à 760 |
| K | Chromel/Alumel | 0 à 1260 |
| N | Nicrosil/Nisil | 0 à 1260 |
| R | Platine (13 % de rhodium)/platine | 870 à 1450 |
| S | Platine (10 % de rhodium)/platine | 980 à 1450 |
| T | Cuivre/Constantan | -200 à 350 |
Le constantan est un alliage métallique constitué principalement de cuivre et de nickel.
Le nicrosil est un alliage austénitique (acier inoxydable) de nickel-chrome-silicium.
Le nisil est un alliage austénitique (acier inoxydable) de nickel-silicium.
Documentation
https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermocouple
https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Seebeck
https://tameson.fr/pages/thermocouples
https://blog.wika.com/fr/general/sonde-resistance-rtd-ou-thermocouple-quand-les-utiliser/