La mesure par thermocouple

Les thermocouples sont des outils utilisés en physique pour mesurer la température, et plus exactement une différence de température. Cette mesure de température est du à l'effet Seebeck, et les thermocouples permettent, contrairement à des thermomètres ordinaires, d'avoir une gamme de température beaucoup plus élevée.

Principe d'une mesure par thermocouple

Le principe d'une mesure par thermocouple est basé sur une différence de température. En effet, une mesure de température par thermocouple s'effectue grâce à deux métaux de nature différente qui sont reliés par deux jonctions aux températures respectives T1 et T2 (thermocouple). Par effet Seebeck, une différence de potentiel se crée entre les deux jonctions, car l'effet Seebeck est justement la preuve qu'une différence de potentiel se crée entre deux points soumis à une différence de température. En ce sens, les thermocouples ne sont pas des indicateurs de température, mais de différence de température; donc, habituellement, pour mesurer une température inconnue, on fixe une jonction à une température, par exemple 0°C, pour connaître la température environnante. La température mesurée est une mesure indirecte puisque l'on mesure la différence de potentiel entre les deux jonctions, et non la différence de température. Il faut donc connaître la réponse du thermocouple à la température afin de pouvoir relier différence de potentiel et température. La précision de la température dépendra alors de la précision du voltmètre utilisé.

Différents thermocouples

Il existe un grand nombre de thermocouples qui se différencient par une gamme de températures différentes et des précisions différentes. Dans la classification des thermocouples, chaque lettre correspond à un thermocouple spécifique qu'il est impossible de reconnaître par rapport à la couleur des fils. Les 2 métaux qui constitue le thermocouple sont généralement des alliages de plusieurs autres métaux, et selon la classe des métaux, on peut également classer les métaux par nature (métal noble, métal usuel, métal réfractaire). Exemples de thermocouples à métaux usuels
- Type E : Chromel (alliage Chrome/Nickel) et Constantan (alliage Nickel/Cuivre), ils sont idéaux pour les températures basses.
- Type K : Chromel/Alumel (alliage aluminium/nickel); c'est le plus abordable en terme de prix, mais il permet aussi de mesurer une large gamme de températures, allant de -250°C à 1750°C. Exemples de thermocouples à métaux nobles Les métaux nobles sont des métaux à toute forme d'oxydation ou de corrosion. Par conséquent, ils peuvent supporter une large gamme de température, mais pas de température négative. - Type R : Platine/Platine-Rhodium; ils permettent de mesurer des températures très élevées (0°C à 1650°C). Exemples de thermocouples à métaux réfractaires Les métaux réfractaires sont des métaux qui résistent à des températures extrêmes. - Type C : Tungstène/Tungstène-Rhénium; ils permettent de mesurer des températures extrêmement élevées (0°C à 2250°C), mais ils sont très fragiles et coûteux.