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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Principaux couples thermoélectriques1. Propriétés thermoélectriques d’un conducteur
Trois effets thermoélectriques ont été établis expérimentalement. L’un d’entre eux, connu sous le nom d’effet Seebeck, est à la base du fonctionnement des couples thermoélectriques.
1.1 Effet Seebeck et schéma électrique équivalent d’un couple de conducteurs
1.1.1 Schéma électrique équivalent d’un élément de conducteur
L’effet Seebeck, découvert par Thomas Johann Seebeck en 1821, concerne l’apparition d’une force électromotrice (f.é.m.) dans un circuit ouvert, composé de deux conducteurs différents, lorsque les jonctions sont à des températures différentes. Cette f.é.m. peut être mesurée en interrompant l’un des fils et en reliant ses deux extrémités à un voltmètre V de très grande impédance d’entrée de manière à ce que le courant dans le circuit soit négligeable (figure 1).
Physiquement, l’effet Seebeck peut s’expliquer par la polarisation de tout élément de conducteur placé dans une zone de température où le gradient est non nul. Considérons un conducteur métallique dans lequel la température n’est pas uniforme (figure 2).
Soit T (x,y,z) la température absolue au point M(x,y,z) du conducteur métallique. On suppose que :
Supposons que la température à l’abscisse x + dx soit supérieure à celle à l’abscisse x du conducteur métallique. La modification de la fonction de Fermi liée à l’augmentation de température engendre simultanément une diffusion d’électrons de l’extrémité la plus chaude vers l’extrémité la plus froide [1].
Les électrons chauds étant plus rapides que les électrons froids, l’extrémité chaude se charge positivement et l’extrémité froide négativement...
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Propriétés thermoélectriques d’un conducteur
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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