Mesure de température en instrumentation
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Capteurs de température : PT100, thermocouple, CTN
Que mesurer ?
Dans le domaine industriel, nous mesurerons essentiellement des :- Températures
- Pressions
- Débits
- Niveaux
La température
Elle peut se mesurer avec :- Une thermistance CTN, CTPCTN : Coefficient de Température Négatif : quand T ↗ alors R ↘
CTP : Coefficient de Température Positif : quand T ↗ alors R ↗
(résistance qui varie en fonction de la température) - Une sonde PT100
- Un Thermocouple
- Une mesure optique
Actif : le thermocouple :
Il génère une (très faible) tension (quelques µV par degré). Il mesure un écart de température entre 2 points. Il faut donc connaître l'une des deux températures.- Adapté aux températures élevées
- Signal faible, câblage soigné, blindé...
Passif : thermistance ou thermorésistance
Composite, oxyde ou métal, ces éléments offrent une résistance qui évolue avec la température :Soit elle augmente : CTP (Coefficient de Température Positif)
Soit elle diminue : CTN (Coefficient de Température Négatif)
- Simple et très économique
- Plage de température plus faible
- Compensation des fils requise : 3 ou 4 filsVoir le chapitre suivant : montages 3 et 4 fils !
Optique sans contact : infrarouge...
La mesure infrarouge (avec ou sans pointeur laser) exploite l’énergie émise par les éléments à mesurer (rayonnement infrarouge lié à leur température).- Mesure instantanée sans inertie
- Plage de température large
- À distance sans contact (utile en températures extrêmes)
- Précision liée à l'émissivité du point visé (idéalement en noir mat)
- Et à l'angle ainsi que l'état de surface...
Caractéristiques :
> Actif car il génère une tension en fonction d'un écart de température.
> On associe 2 métaux différents (Constantan, Chromel, cuivre...) suivant le type E, J, K : voir liens en fin de cours.
Mise en oeuvre :
> On les relie ensemble à une extrémité (soudure chaude) et mesure la tension à leurs extrémités (soudure froide).
> Si les 2 cotés sont soumis à une température différente : une tension apparaîtra !
Exemple :
Soudure chaude soumise à 100°, froide à 20°C = il génère une tension pour une température de 80°C (100-20)
Electriquement :
> La tension générée est de quelques µV par °C, pour immuniser la mesure du "bruit" électronique, il est essentiel d'amplifier et filtrer le signal au plus tôt !
Exemple de courbes : voir liens en fin de cours
Les cours sur l'ampli-opérationnel ci-contre (montage amplificateur) vous indiquent comment traiter le signal.
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