Sondes à contact
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Une sonde de température est un composant qui permet de mesurer une température dans l’air, dans un liquide ou sur une surface. Son élément de détection interne permet de mesurer avec précision la température. La sonde de température est un instrument très robuste, utilisé dans de multiples contextes.
Associée à un régulateur de température, elle permet le contrôle de la température de cuisson ou de congélation d’un produit. Elle permet également de contrôler le bon fonctionnement d’un équipement en alertant d’un échauffement anormal.
Il existe plusieurs types de sondes de température qu’il convient de connaître pour choisir le modèle adapté à son application. En effet, l’utilisation d’un type de sonde plutôt qu’un autre dépendra fortement des caractéristiques du matériau à mesurer et de la plage de températures auquel il est soumis.
Une sonde de température peut être :
- Immergée dans un liquide (par exemple, pour connaître la température de l’eau) ;
- Au contact direct d’une surface (par exemple, d’un moule dans l’industrie plastique) ;
- Ou être laissée dans un environnement avec une ambiance spécifique (par exemple, pour mesurer la température d’une salle blanche).
Il existe actuellement deux types de sondes de température les plus courants :
- Les sondes à résistance souvent appelé RTD ou PT100
- Les sondes thermocouples
Un capteur de température à résistance, souvent appelé RTD, est un capteur à contact. Il utilise la variation de la résistance d’un métal (le platine, le cuivre, le nickel ou le tungstène) en fonction de la température. Ce type de capteur utilise plusieurs métaux qui offrent des plages de mesure différentes :
- Le platine : -200 °C à 600 °C
- Le cuivre : -190 °C à 150 °C
- Le nickel : -60 °C à 180 °C
- Le tungstène : -100 °C à 1400 °C
Le métal le plus utilisé pour les capteurs de température à résistance est le platine car il offre une plage de mesure intéressante. On parle alors de capteur de température à résistance de platine.
Les plus connus sont les Pt100 (qui présentent une résistance de 100 ohms à 0 °C) et les Pt1000 (qui offrent une résistance de 1 000 ohms à 0 °C). Le Pt1000 offre une meilleure précision et une plus grande tolérance aux grandes longueurs de fil que le Pt100.
Par rapport aux thermocouples, les capteurs à résistance offrent une meilleure précision et une réponse la plus linéaire. Ils sont plus stables en mesure et ont une large plage de température. En revanche, leur temps de réponse est plus long et leur sensibilité moins bonne.
Le capteur de température dans son ensemble est conçu dans une configuration à 2, 3 ou 4 fils et est raccordé comme il se doit à votre dispositif électronique de mesure.
Un capteur à thermocouple est basé sur l’effet Seebeck, il est constitué de deux fils de métaux différents soudés ensemble à une extrémité, que l’on nomme soudure chaude. En reliant les deux extrémités restantes appelées soudures de référence à un voltmètre, on mesure une tension électrique lorsque la température de la soudure chaude est différente de celle des soudures de référence.
Les thermocouples sont en général rapides en temps de réponse et ont une large plage de mesure.
Il existe plusieurs types de thermocouples qui correspondent à des couples de métaux différents. Chaque couple de métaux possède une plage de mesure différente :
L’utilisation d’un type de thermocouple plutôt qu’un autre dépend fortement de la plage de température sur laquelle il devra travailler mais également du type d’ambiance :
- E (-40°C à 900°C) : Recommandé pour les atmosphères oxydantes ou inertes en continu.
- J (-180)C à 750°C) : Convient aux atmosphères sous vide, réductrices ou inertes.
- K (-180°C à 1200°C) : Recommandé pour les atmosphères oxydantes ou neutres continues.
- N (-270°C à 1280°C) : Peut être utilisé dans les applications où les éléments de type K ont des problèmes de durée de vie.
- T (-250°C à 400°C) : Utilisable dans des atmosphères oxydantes, réductrices ou inertes ainsi que sous vide. Non soumis à la corrosion dans des atmosphères humides.