THERMOCOUPLE

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Les avantages :

Une échelle de température très large.
Une souplesse d'utilisation ( gaine souple ou rigide ).
Mesure d'un point précis.
Les inconvénients :

Compensation de la température.
Câbles d'extension pour les grandes longueurs.
Les normes:

NF C 42 321
NF C 42 322
NF C 42 323

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Principe de Mesure Tableau des Thermocouples: Tableau de la FEM en fonction des Thermocouples: Courbe de réponse des thermocouples: Classe de tolérance des Couples : Câbles de prolongation: Montage des thermocouples: Comportement dans les atmosphères Oxydantes et réductrices: Retour au Menu Température

PRINCIPE

Tout conducteur métallique peut créer " un effet thermoélectrique " qui est représenté par le coefficient de Seebeck. On peut mettre en évidence une FEM thermoélectrique E régie par l'équation:

En réalité, on utilise deux conducteurs de nature différente réunis en un point par une soudure. Les deux extrémités sont reliées à un appareil de mesure de la FEM qui est à température ambiante ( T0 ).
Désignons par a et b les extrémités, et par A et B les conducteurs, ceci permet décris l'équation de la nouvelle FEM. La relation est donnée par :

La relation démontrée par l'effet Seebeck (1821) a une interdépendance avec les effets découverts ultérieurement:
L'effet Peltier (1834 ) et l'effet Thomson (1854).
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TABLEAU RECAPITULATIF DES THERMOCOUPLES STANDARDS

THERMOCOUPLE CONDUCTEUR + CONDUCTEUR - PLAGE DE T° COULEUR CABLE DE COMPENSATION

K NICKEL-CHROME 10% NICKEL- ALUMINIUM 5% -SILICIUM 0/+1100 °C Ext et - =VIOLET, + =JAUNE
Ext et - =VERT, + =BLANC

V CUIVRE CUIVRE- NICKEL 0/+1100 °C Ext et - =MARRON , + =JAUNE

T CUIVRE CUIVRE- NICKEL
CONSTANTAN -185/+300 °C Ext et - =BLEU , + =JAUNE
Ext et - =BRUN , + =BLANC

U CUIVRE CONSTANTAN -185/+300 °C Ext et - =BRUN , + =ROUGE

J FER CUIVRE- NICKEL
CONSTANTAN +20/+700 °C Ext et - =NOIR , + =JAUNE
Ext et - =NOIR , + =BLANC

E NICKEL-CHROME 10% CUIVRE- NICKEL
CONSTANTAN 0/+800 °C Ext et - = ORANGE , + =JAUNE
Ext et - = VIOLET , + =BLANC

N NICROSIL ( NICKEL 84,4% -CHROME 14,2% -SILICUIM 1,4% ) NISIL ( NICKEL 95,6% -SILICUIM 4,4% ) 0/+1100 °C Ext et - = ROSE , + = BLANC

R PLATINE-RHODIE 13% PLATINE 0/+1600 °C Ext et - = ORANGE , + = BLANC

S PLATINE-RHODIE 10% PLATINE 0/+1550 °C Ext et - = VERT , + = JAUNE
Ext et - = ORANGE , + = BLANC

B PLATINE-RHODIE 30% PLATINE-RHODIE 6% +100/+1600 °C Ext et - = GRIS , + =JAUNE

W TUNGSTENE TUNGSTENE-RHENIUM 26% +20/+2300 °C Ext et - =? , + =?

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TABLEAU DE LA FEM EM MICROVOLTS JONCTION DE REFERENCE A 0°C

TABLE COUPLE K COUPLE T COUPLE J COUPLE E COUPLE R COUPLE S COUPLE B

DES THEMOCOUPLES COUPLE N COUPLE U COUPLE COUPLE COUPLE COUPLE COUPLE

THEMPERATURE COUPLE K COUPLE T COUPLE J COUPLE E COUPLE R COUPLE S COUPLE B

-270 °C -6458 µV -6258 µV -9835 µV

-200 °C -5891 µV -5603 µV -7890 µV -8824 µV

0 °C 0 µV 0 µV 0 µV 0 µV 0 µV 0 µV 0 µV

+100 °C 4095 µV 4277 µV 5268 µV 6317 µV 0647 µV 0645 µV 0033 µV

+200 °C 8137 µV 9286 µV 10777 µV 13419 µV 1468 µV 1440 µV 0178 µV

+300 °C 12207 µV 14860 µV 16325 µV 21033 µV 2400 µV 2323 µV 0431 µV

+400 °C 16395 µV 20869 µV 21846 µV 28943 µV 3407 µV 3260 µV 0786 µV

+500 °C 20640 µV 27388 µV 36999 µV 4471 µV 4234 µV 1241 µV

+600 °C 24902 µV 33096 µV 45085 µV 5582 µV 5237 µV 1791 µV

+700 °C 29128 µV 39130 µV 53110 µV 6741 µV 6274 µV 2430 µV

+800 °C 33277 µV 45498 µV 61022 µV 7949 µV 7345 µV 3154 µV

+900 °C 37325 µV 51875 µV 68783 µV 9203 µV 8448 µV 3957 µV

+1000 °C 41269 µV 57942 µV 76358 µV 10503 µV 9585 µV 4833 µV

+1100 °C 45108 µV 63777 µV 11846 µV 10754 µV 5777 µV

+1200 °C 48828 µV 69536 µV 13224 µV 11947 µV 6783 µV

+1300 °C 52398 µV 14624 µV 13155 µV 7845 µV

+1400 °C 16035 µV 14368 µV 8952 µV

+1700 °C 20215 µV 17942 µV 12426 µV

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TABLEAU DES TOLERENCES DES THERMOCOUPLES

CLASSE1 CLASSE 2 CLASSE 3

COUPLE PLAGE °C TOLERENCE PLAGE °C TOLERENCE PLAGE °C TOLERENCE

T -40 à + 125 ± 0,5 °C - 40 à + 136 ± 1 °C -67 à + 40 ± 1 °C

+ 125 à + 350 ±0,4% t + 133 à + 350 ±0,75 % t -200 à - 67 ± 1,5 % t

E - 40 à + 375 ±1,5 °C - 40 à + 333 ± 2,5 °C -167 à + 40 ±2,5 °C

+ 375 à + 800 0,4% t + 333 à + 900 ± 0,75 % t -200 à - 167 ±0,15 % t

J - 40 à + 375 ±1,5 °C - 40 à + 333 ± 2,5 °C * *

+ 375 à + 750 0,4% t + 333 à + 750 ±0,75 % t * *

K ET N - 40 à + 375 ±1,5 °C - 40 à + 333 ± 2,5 °C -167 à + 40 ± 2,5 °C

+ 375 à + 1000 0,4% t + 333 à + 1200 ±0,75 % t -200 à - 167 ±0,15 % t

R ET S O à + 1100 ±1 °C 0 à + 600 ± 1,5 °C * *

+ 11OO à + 1600 ±[1+0,003(t-1100)] + 600 à + 1600 ± 0,25 % t * *

B * * + 600 à + 1700 ±,1,5 °C + 600 à + 1700 ±,4 °C

* * + 600 à + 1700 ±0,25 % t + 800 à + 1700 ±0,5 % t

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TABLEAU DU COMPORTEMENT DES THERMOCOUPLES EN ATMOSPHERES REDUCTRICES ET OXYDANTES

Couple Oxydantes Réductrices Diverses Recommandées

T Bon Bon AIR ARGON AZOTE

J Bon Bon Mauvais avec H2 S AIR ARGON AZOTE

E Bon jusqu'à 400°C Mauvais Mauvais avec H2 S AIR ARGON

K Bon Mauvais Mauvais avec H2 S AIR ARGON

N Bon Bon AIR ARGON

S Très bon médiocre Eviter contact de la Silice AIR

R Très bon Médiocre AIR

B Très bon médiocre AIR

W Incompatible Bon Inutilisable à l AIR H2 VIDE

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Les câbles d'extension

    Les câbles d'extension permettent de prolonger les circuits de thermocouple jusqu'à l'appareil de mesure. Ils se présentent sous forme de câble électrique dont les conducteurs sont réalisés dans les mêmes matériaux que ceux de la sonde. ils peuvent également être réalisés en matériaux complètement différents, mais de mêmes caractéristiques thermoélectriques dans une plage réduite de température (0 +80 °C ). Dans ce cas, Ils sont appelés câbles de compensation.
    Un exemple classique d'utilisation de câbles de compensation: Pour les thermocouples au platine dont le coût est élevé, il est nécessaire par souci d'économie, de prendre des câbles de compensation. Il faut cependant savoir que si on laisse la température du point de connexion augmenter, la mesure sera erronée. Autre exemple: les caractéristiques de sortie d'un thermocouple de type K peuvent être reproduites à basse température par l'association de conducteurs Cu et Cu-Ni. Etant donné que l'un des conducteurs est déjà en cuivre, le nombre des jonctions de référence est diminué de moitié, ce qui peut être un avantage dans le cas d'installations intégrant plusieurs thermocouples. De plus la résistance de boucle du câble de compensation est inférieure à celle de conducteurs de type K.
    Faciles à mettre en place, même sur de longues distances, les câbles d'extension sont disponibles sous plusieurs formes . Lorsque le point de connexion à la sonde se situe à une température élevée (supérieure à 80 C), on évitera des erreurs de mesure en préférant un câble d'extension à un câble de compensation.

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TABLE	COUPLE K	COUPLE T	COUPLE J	COUPLE E	COUPLE R	COUPLE S	COUPLE B
DES THEMOCOUPLES	COUPLE N	COUPLE U	COUPLE	COUPLE	COUPLE	COUPLE	COUPLE

THERMOCOUPLE	CONDUCTEUR +	CONDUCTEUR -	PLAGE DE T°	COULEUR CABLE DE COMPENSATION
K	NICKEL-CHROME 10%	NICKEL- ALUMINIUM 5% -SILICIUM	0/+1100 °C	Ext et - =VIOLET, + =JAUNE Ext et - =VERT, + =BLANC
V	CUIVRE	CUIVRE- NICKEL	0/+1100 °C	Ext et - =MARRON , + =JAUNE
T	CUIVRE	CUIVRE- NICKEL CONSTANTAN	-185/+300 °C	Ext et - =BLEU , + =JAUNE Ext et - =BRUN , + =BLANC
U	CUIVRE	CONSTANTAN	-185/+300 °C	Ext et - =BRUN , + =ROUGE
J	FER	CUIVRE- NICKEL CONSTANTAN	+20/+700 °C	Ext et - =NOIR , + =JAUNE Ext et - =NOIR , + =BLANC
E	NICKEL-CHROME 10%	CUIVRE- NICKEL CONSTANTAN	0/+800 °C	Ext et - = ORANGE , + =JAUNE Ext et - = VIOLET , + =BLANC
N	NICROSIL ( NICKEL 84,4% -CHROME 14,2% -SILICUIM 1,4% )	NISIL ( NICKEL 95,6% -SILICUIM 4,4% )	0/+1100 °C	Ext et - = ROSE , + = BLANC
R	PLATINE-RHODIE 13%	PLATINE	0/+1600 °C	Ext et - = ORANGE , + = BLANC
S	PLATINE-RHODIE 10%	PLATINE	0/+1550 °C	Ext et - = VERT , + = JAUNE Ext et - = ORANGE , + = BLANC
B	PLATINE-RHODIE 30%	PLATINE-RHODIE 6%	+100/+1600 °C	Ext et - = GRIS , + =JAUNE
W	TUNGSTENE	TUNGSTENE-RHENIUM 26%	+20/+2300 °C	Ext et - =? , + =?

THEMPERATURE	COUPLE K	COUPLE T	COUPLE J	COUPLE E	COUPLE R	COUPLE S	COUPLE B
-270 °C	-6458 µV	-6258 µV	******	-9835 µV	******	******	******
-200 °C	-5891 µV	-5603 µV	-7890 µV	-8824 µV	******	******	******
0 °C	0 µV	0 µV	0 µV	0 µV	0 µV	0 µV	0 µV
+100 °C	4095 µV	4277 µV	5268 µV	6317 µV	0647 µV	0645 µV	0033 µV
+200 °C	8137 µV	9286 µV	10777 µV	13419 µV	1468 µV	1440 µV	0178 µV
+300 °C	12207 µV	14860 µV	16325 µV	21033 µV	2400 µV	2323 µV	0431 µV
+400 °C	16395 µV	20869 µV	21846 µV	28943 µV	3407 µV	3260 µV	0786 µV
+500 °C	20640 µV	******	27388 µV	36999 µV	4471 µV	4234 µV	1241 µV
+600 °C	24902 µV	******	33096 µV	45085 µV	5582 µV	5237 µV	1791 µV
+700 °C	29128 µV	******	39130 µV	53110 µV	6741 µV	6274 µV	2430 µV
+800 °C	33277 µV	******	45498 µV	61022 µV	7949 µV	7345 µV	3154 µV
+900 °C	37325 µV	******	51875 µV	68783 µV	9203 µV	8448 µV	3957 µV
+1000 °C	41269 µV	******	57942 µV	76358 µV	10503 µV	9585 µV	4833 µV
+1100 °C	45108 µV	******	63777 µV	******	11846 µV	10754 µV	5777 µV
+1200 °C	48828 µV	******	69536 µV	******	13224 µV	11947 µV	6783 µV
+1300 °C	52398 µV	******	******	******	14624 µV	13155 µV	7845 µV
+1400 °C	******	******	******	******	16035 µV	14368 µV	8952 µV
+1700 °C	******	******	******	******	20215 µV	17942 µV	12426 µV

	CLASSE1		CLASSE 2		CLASSE 3
COUPLE	PLAGE °C	TOLERENCE	PLAGE °C	TOLERENCE	PLAGE °C	TOLERENCE
T	-40 à + 125	± 0,5 °C	- 40 à + 136	± 1 °C	-67 à + 40	± 1 °C
	+ 125 à + 350	±0,4% t	+ 133 à + 350	±0,75 % t	-200 à - 67	± 1,5 % t
E	- 40 à + 375	±1,5 °C	- 40 à + 333	± 2,5 °C	-167 à + 40	±2,5 °C
	+ 375 à + 800	0,4% t	+ 333 à + 900	± 0,75 % t	-200 à - 167	±0,15 % t
J	- 40 à + 375	±1,5 °C	- 40 à + 333	± 2,5 °C	*********	*********
	+ 375 à + 750	0,4% t	+ 333 à + 750	±0,75 % t	*********	*********
K ET N	- 40 à + 375	±1,5 °C	- 40 à + 333	± 2,5 °C	-167 à + 40	± 2,5 °C
	+ 375 à + 1000	0,4% t	+ 333 à + 1200	±0,75 % t	-200 à - 167	±0,15 % t
R ET S	O à + 1100	±1 °C	0 à + 600	± 1,5 °C	*********	*********
	+ 11OO à + 1600	±[1+0,003(t-1100)]	+ 600 à + 1600	± 0,25 % t	*********	*********
B	*********	*********	+ 600 à + 1700	±,1,5 °C	+ 600 à + 1700	±,4 °C
	*********	*********	+ 600 à + 1700	±0,25 % t	+ 800 à + 1700	±0,5 % t

Couple	Oxydantes	Réductrices	Diverses	Recommandées
T	Bon	Bon		AIR ARGON AZOTE
J	Bon	Bon	Mauvais avec H2 S	AIR ARGON AZOTE
E	Bon jusqu'à 400°C	Mauvais	Mauvais avec H2 S	AIR ARGON
K	Bon	Mauvais	Mauvais avec H2 S	AIR ARGON
N	Bon	Bon		AIR ARGON
S	Très bon	médiocre	Eviter contact de la Silice	AIR
R	Très bon	Médiocre		AIR
B	Très bon	médiocre		AIR
W	Incompatible	Bon	Inutilisable à l AIR	H2 VIDE