FAQ sur les thermocouples

The magnitude of the thermoelectric voltage depends on the closed (sensing) end as well as the open (measuring) end of the particular thermocouple alloy leads. Temperature sensing instruments that use thermocouples take into account the temperature of the measuring end to determine the temperature at the sensing end. Most millivoltmeters do not have this capability, nor do they have the ability to do non-linear scaling to convert a millivoltage measurement to a temperature value. It is possible to use lookup tables to correct a particular millivoltage reading and calculate the temperature being sensed. However, the correction value needs to be continuously recalculated, as it is generally not constant over time. Small changes in temperature at the measuring instrument and the sensing end will change the correction value.

Vous devez tenir compte des caractéristiques et des coûts des différents capteurs ainsi que des instruments disponibles. De plus, les thermocouples peuvent généralement mesurer des températures sur de larges plages de température, à moindre coût, et sont très robustes, mais ils ne sont pas aussi précis ni aussi stables que les RTD et les thermistances. Les RTD sont stables et ont une plage de température assez large, mais ils ne sont pas aussi robustes ni aussi peu coûteux que les thermocouples. Comme ils nécessitent l'utilisation de courant électrique pour effectuer des mesures, les RTD sont sujets à des imprécisions dues au chauffage autonome. Les thermistances ont tendance à être plus précises que les RTD ou les thermocouples, mais leur plage de température est beaucoup plus limitée. Elles sont également sujettes à l'auto-échauffement. Les capteurs à infrarouges peuvent être utilisés pour mesurer des températures plus élevées que n'importe quel autre dispositif, et ce sans contact direct avec les surfaces mesurées. Cependant, ils ne sont généralement pas aussi précis et sont sensibles à l'efficacité du rayonnement de surface (ou plus précisément, à l'émissivité de surface). Grâce à des câbles à fibres optiques, ils peuvent mesurer des surfaces qui ne se trouvent pas dans leur champ de vision direct.

Pour choisir le dispositif de mesure de température le mieux adapté à votre application, vous devez d'abord comprendre les différences entre les thermocouples, les RTD et les thermistances.

La surface mesurée doit remplir le champ de vision et l'émissivité de la surface doit être prise en compte.

Pour un instrument spécifique, vérifiez ses spécifications techniques afin de voir s'il existe des limites à l'impédance d'entrée. Cependant, en règle générale, limitez la résistance à 100 ohms maximum, en fonction du calibre du fil : plus le diamètre est grand, moins la résistance par pied est importante, et plus la longueur peut être importante. Toutefois, si l'environnement est électriquement bruyant, alors un transmetteur qui transmet un signal de 4-20 mA pouvant être acheminé sur de plus longues distances et plus résistant au bruit.

There are equations called “Inverse Functions” that can be used to calculate temperatures from thermocouple millivolt outputs. These equations are included in the standards ANSI/ASTM E230 and IEC 60584, and each type of thermocouple has its own set of coefficients.

Ces coefficients sont assez longs, il faut donc les saisir avec précaution dans un programme. Il convient de noter que ces équations sont basées sur les degrés Celsius, toute conversion en degrés Fahrenheit ne doit donc être effectuée qu'après le calcul.

Oui et non.

Certains thermocouples peuvent mesurer plusieurs centaines de mètres de long et fonctionner très bien, tandis que d'autres peuvent être relativement courts et poser des problèmes. Les thermocouples produisent des signaux de l'ordre du millivolt. Ces signaux peuvent facilement être affectés par des interférences électromagnétiques provenant notamment des radios, des appareils à haute tension et des moteurs électriques. Dans ces cas, le thermocouple doit être protégé contre les interférences. Le blindage des parties non métalliques du thermocouple (les fils d'extension) est un moyen d'éliminer le bruit. Une autre solution consiste à utiliser un transmetteur qui convertit le signal en millivolts en un signal qui n'est pas affecté par ces conditions.

Chaque type de thermocouple a une valeur de sortie différente, mais toutes sont de l'ordre du millivolt par degré. Par exemple, voici les millivolts de chaque type de thermocouple à 250 °C et les mV par degré pour chaque type à 250 °C :

Type de thermocouple	Sortie à 250 °C	Sortie en millivolts par degré
Type T	12,013 mV	0,055 mV/C
Type J	13,555 mV	0,056 mV/C
Type K	10,153 mV	0,041 mV/C
Type E	17,181 mV	0,076 mV/C
Type N	7,597 mV	0,034 mV/C
Type R	1,923 mV	0,010 mV/C
Type S	1,874 mV	0,008 mV/C
Type B	0,291 mV	0,003 mV/C
Type C	3,963 mV	0,019 mV/C

Les tableaux de sortie sont disponibles sur cette page Web

Thermocouple sensors consist of the wires often called thermoelements, insulation, sheath, end seal and a means of connection (extension wires, connectors, etc.). The wires are connected together on one end to form the “measuring” or “hot” junction.

Le capteur doit être connecté à un dispositif de lecture qui compense la température de référence. Si un thermocouple est utilisé, il contiendra les circuits nécessaires. Si un millivoltmètre est utilisé, un bain de glace correctement préparé ou un autre moyen de compensation de soudure froide est nécessaire.

La sortie d'un thermocouple dépend du type de thermocouple dont il s'agit.

Les caractéristiques de sortie en fonction de la température pour chaque type sont définies dans deux normes, ANSI/ASTM E230 et CEI 60584. Des copies des tableaux de sortie sont également disponibles ici.

Les tableaux de sortie ou de température des thermocouples sont souvent appelés « courbes de thermocouples ». La sortie des thermocouples n'est pas linéaire en fonction de la température, c'est pourquoi les équations des thermocouples contiennent un certain nombre de coefficients assez longs afin de les définir correctement.

Oui et non. Le thermocouple est l'un des éléments d'un circuit nécessaire pour mesurer la température. Le circuit complet comprend :

• Le capteur thermocouple.
• Un instrument thermocouple tel qu'un compteur à panneau, un contrôleur, un enregistreur de données ou tout autre dispositif conçu pour mesurer le signal thermocouple et le convertir en température.
• Tout câble d'extension ou connecteur nécessaire pour connecter le capteur à l'instrument.
• Tout autre accessoire nécessaire au montage ou à la protection du capteur, du câblage ou des interconnexions.

Les accessoires les plus couramment utilisés pour les thermocouples sont associés à l'installation du capteur ou à sa connexion à un instrument. Pour le montage, les raccords à compression, les traversées, les brides et les sondes thermométriques sont les plus courants. Pour la connexion à un instrument, on utilise des connecteurs, des rallonges, des cosses à fourche, des têtes de connexion avec borniers, des transmetteurs ou des conditionneurs de signaux, et dans le cas des capteurs de surface, parfois des résines époxy ou des ciments céramiques.