Qu'est-ce qu'un thermocouple et quelles sont ses utilisations et principes?

Principes de base de la mesure de la température du thermocouple

Deux conducteurs ou semi-conducteurs, A et B, fabriqués à différents matériaux, sont soudés ensemble pour former un circuit fermé. Lorsqu'une différence de température existe entre les deux jonctions (1 et 2) des conducteurs A et B, une force électromotive est générée entre elles, ce qui entraîne un courant qui coule dans le circuit. Ce phénomène est appelé l'effet thermoélectrique. Les thermocouples utilisent cet effet pour fonctionner.

Qu'est-ce qu'un thermocouple?

Les thermocouples et les RTD sont des dispositifs de mesure de la température de type Contact -. Bien qu'ils mesurent tous les deux la température d'un objet, leurs principes et caractéristiques diffèrent.

Les thermocouples sont les dispositifs de mesure de la température les plus utilisés. Leurs principales caractéristiques incluent une large plage de mesure, des performances relativement stables, une structure simple, une bonne réponse dynamique et la capacité de transmettre à distance 4 -} 20 mA, facilitant le contrôle automatisé et centralisé. La mesure de la température du thermocouple est basée sur l'effet thermoélectrique. Lorsque deux conducteurs ou semi-conducteurs différents sont connectés dans un circuit fermé et que les températures aux jonctions diffèrent, un potentiel thermoélectrique est généré dans le circuit. Ce phénomène est appelé l'effet thermoélectrique, également connu sous le nom d'effet Seebeck. Le potentiel thermoélectrique généré dans un circuit fermé se compose de deux types de potentiels: le potentiel thermoélectrique et le potentiel de contact. Le potentiel thermoélectrique fait référence au potentiel généré par les différences de température entre les deux extrémités d'un conducteur. Différents conducteurs ont des densités électroniques différentes, donc le potentiel généré est également différent. Le potentiel de contact, comme son nom l'indique, fait référence au potentiel généré lorsque deux conducteurs différents sont en contact, ce qui entraîne une certaine quantité de diffusion d'électrons en raison de leurs différentes densités d'électrons. L'ampleur du potentiel de contact dépend des propriétés du matériau des deux conducteurs et de la température au point de contact. Actuellement, les thermocouples utilisés à l'international sont standardisés et classés en huit grades différents: B, R, S, K, N, E, J et T. Ils peuvent mesurer les températures aussi basses que -270 ° C et jusqu'à 1800 ° C. B, R et S appartiennent à la série de thermocouples platine. Parce que le platine est un métal précieux, ils sont également appelés thermocouples métalliques précieux, tandis que les classes restantes sont appelées thermocouples métalliques bon marché. Il existe deux types de thermocouples: standard et blindé. Les thermocouples conventionnels se composent généralement d'une électrode de thermocouple, d'un tube isolant, d'une gaine de protection et d'une boîte de jonction. Les thermocouples blindés, en revanche, sont construits en assemblant le fil de thermocouple, le matériau d'isolation et une gaine de protection métallique, puis les étirant dans une structure solide. Cependant, le signal électrique d'un thermocouple nécessite un conducteur spécial, appelé fil de compensation. Différents thermocouples nécessitent des fils de compensation différents. Leur fonction principale est de connecter le thermocouple à la jonction de référence, de l'éloigner de l'alimentation et de stabiliser ainsi la température de la jonction de référence. Les fils de compensation sont classés comme des types de compensation et d'extension. Bien que la composition chimique du fil d'extension soit la même que le thermocouple compensé, en pratique, le fil d'extension n'est pas fait du même métal que le thermocouple; Il est généralement composé d'un fil avec la même densité électronique que le thermocouple. La connexion entre le fil de compensation et le thermocouple est généralement simple: la borne positive du thermocouple se connecte au fil rouge du fil de compensation, tandis que la borne négative se connecte au fil coloré restant. Le fil de compensation est généralement composé d'un alliage de nickel en cuivre.