Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
-
Georges BONNIER : Directeur adjoint du BNM/INM (Institut national de métrologie)
-
Eric DEVIN : Ingénieur de l’université Paris-Sud-Orsay - Chef de la section thermométrie, pyrométrie optique et hygrométrie, - BNM-LNE (Bureau national de métrologie, Laboratoire national d’essais)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les couples thermoélectriques sont les instruments de mesure de température les plus couramment utilisés.
Cet article présente les principes de fonctionnement et les généralités concernant les précautions d’utilisation des couples thermoélectriques.
Les lois de la thermoélectricité y sont rappelées au paragraphe 1 car elles sont à la base de la compréhension des phénomènes qui influencent les mesures de température par couple thermoélectrique. En particulier, les origines et les effets des hétérogénéités dans les couples thermoélectriques sont largement abordés. Un point est fait sur les résultats des travaux de recherche récemment effectués dans ce domaine.
Le terme de « couple thermoélectrique » est recommandé et employé dans les normes. Cependant, le mot « thermocouple » est d’usage courant.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 1974 par Roger LACROIX
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Construction des capteurs thermoélectriques2. Principaux couples thermoélectriques
Le principe de fonctionnement d’un couple thermoélectrique impose pour sa réalisation, comme nous venons de le voir, l’emploi de deux conducteurs en matériaux différents. La plupart des matériaux conducteurs possèdent des propriétés thermoélectriques mais la constitution d’un thermocouple nécessite une bonne stabilité dans le temps des matériaux, un domaine d’emploi en température et une sensibilité (en µV/C) suffisante. Ces contraintes réduisent considérablement le nombre de matériaux candidats pour cette application.
L’ensemble des couples thermoélectriques aujourd’hui couramment utilisés permet de couvrir un large domaine de température allant de – 250 C à plus de 2 000 C. Parmi les différentes paires de matériaux utilisées, on peut distinguer deux grandes familles :
-
les thermocouples en métal précieux à base de platine, les plus stables mais aussi les plus chers et les moins sensibles ;
-
les thermocouples en métaux communs, les moins stables mais aussi les moins chers et les plus sensibles.
On désigne en général un type de couple thermoélectrique par une lettre, le tableau 2 donne la correspondance entre la désignation usuelle et la constitution du couple ; la plupart d’entre eux sont normalisés au niveau européen, ceux qui ne le sont pas font l’objet d’une note spécifique.
2.1 Domaine d’utilisation des couples thermoélectriques
Le domaine d’utilisation en température des couples thermoélectriques est limité d’une part, par la sensibilité du couple qui évolue avec la température et qui dépend des matériaux en présence, d’autre part, par la tenue des matériaux à haute température.
Le tableau 3 rappelle sommairement le domaine d’utilisation des principaux couples thermoélectriques.
Il est à noter toutefois que les domaines cités ne le sont qu’à titre indicatif et qu’ils peuvent évoluer en fonction de la technologie de fabrication des capteurs (couple chemisé, montage sans gaine protectrice...), des conditions d’utilisation (atmosphère oxydante ou réductrice) et de certains critères géométriques (diamètre du couple thermoélectrique par exemple). Cependant, il n’existe...
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Principaux couples thermoélectriques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LE POMMELEC (J.Y.), BONNIER (G.) - BNM-INM/CNAM, Incertitude sur la f.é.m. générée par un capteur thermoélectrique : sources d’erreurs liées au capteur et à l’électronique de la chaîne de mesure. - Bulletin du BNM no 94, oct. 1993.
-
(2) - BARNARD (D.) - Thermoelectricity in metals and alloys. - Taylors and Francis Ltd, London (1972).
-
(3) - ROBERTS (R.B.) - Absolute thermopower of Pb, Co and Pt Thermophysical properties of some key solids. - Codata - Pergamon Press - Numbers 59, déc. 1985.
-
(4) - LAUBITZ (M.J.), MATSUMARA (T.) - High temperature transport properties of Palladium. - Canadian journal of physics, 196 (1972).
-
(5) - MATHIEU (F.), MEIER (R.) - Contribution à l’étude des dérives de thermocouples - électronique physique de l’effet thermoélectrique et ébauche d’une théorie élémentaire du couple hétérogène. - Centre d’étude de l’énergie nucléaire, Belgique.
- ...
ANNEXES
SERIO (B.) - Modélisation, élaboration et caractérisation de réseaux de microthermocouples or-palladium en couches minces. - Thèse de doctorat Sciences pour l’Ingénieur, Université de Franche-Comté (2000).
HAUT DE PAGE2.1 Commission électrotechnique internationale CEI
IEC 60584-1 - 09-95 - Thermocouples - Part 1 : Reference tables. - -
IEC 60584-2 - 01-82 - Thermocouples - Part 2 : Tolerances. - -
IEC 61515 - 07-95 - Mineral insulated thermocouple cables and thermocouples. - -
HAUT DE PAGE2.2 Association Française de Normalisation AFNOR
NF EN 50113...
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