L’un des outils de mesure et de détection de température les plus utilisés est le fil de thermocouple. L’utilisation du thermocouple est presque partout dans un processus de mesure de la température.

Il est principalement intégré sur les régulateurs de température et les indicateurs en tant que capteur pour détecter la température comme sur les fours, les incubateurs, les chauffe-eau, les thermo-hygromètres et autres processus nécessitant une surveillance de la température.

Il est également utilisé comme sonde sur certains thermomètres utilisés dans les thermomètres pour viandes ou aliments et comme sonde de surface utilisée dans les plaques chauffantes ou les surfaces chaudes. Dans ce sujet, je vais vous présenter les différentes façons de calibrer ou de vérifier la précision d’un thermocouple.

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Qu’est-ce qu’un fil de Thermocouple?

Un thermocouple est une paire de deux fils métalliques dissemblables reliés entre eux (soudés ou simplement tordus) à une extrémité. La connexion entre ces deux métaux différents crée une réaction dans laquelle une force électromotrice (cem) est générée, une source de tension.

La tension générée (cem) est proportionnelle à la température à laquelle elle est exposée. Un zéro (0) mV correspond à une Température Nulle pour un thermocouple de type K à une jonction de référence nulle et augmente avec l’augmentation de la température.

Étant donné que les fils de thermocouple créent un changement de tension chaque fois qu’ils détectent ou détectent la différence de température, on parle également de capteur de thermocouple.

Les fils de thermocouple ont 2 jonctions, ce sont:

1. Jonction chaude – c’est la pointe où la mesure de température réelle est détectée, l’extrémité fermée. La partie où nous avons exposé à la température que nous voulons mesurer.
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2. Jonction de référence (jonction froide) – c’est la partie où nous nous connectons à l’écran ou au régulateur de température, l’extrémité ouverte. On l’appelle une jonction de référence car c’est le point de référence utilisé pour atteindre une lecture correcte. Toute lecture de température dans cette jonction sera soustraite à la lecture de température de la jonction chaude. S’il n’y a pas de compensation de jonction froide ajoutée dans le circuit, vous pouvez penser qu’il est mal lu.
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   Une solution pour cela est de créer une jonction froide ou un bain de glace où la température de référence sera exposée à une température nulle. Par conséquent, toute lecture à partir de la jonction chaude sera exactement la même que celle-ci car l’effet de la jonction de référence sera compensé par la valeur de référence nulle.

   

La majeure partie du thermomètre numérique que nous utilisons aujourd’hui a une compensation de jonction froide. De ce fait, il n’est pas nécessaire de s’inquiéter de l’effet de la jonction de référence dans la sortie de température car elle est déjà compensée. Vous ne devez vous en soucier que si vous utilisez un multimètre mesurant directement une sortie mV. Voir le numéro 3 ci-dessous.

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Types de fils de thermocouple

Tant de types de fils de thermocouple sont fabriqués principalement parce que chacun a ses qualités, ses capacités et ses gammes uniques en fonction de l’adéquation de l’environnement où ils sont utilisés et exposés. Voici quelques exemples de types de thermocouples couramment utilisés avec leurs gammes.

Si vous observez, le fil de thermocouple de type K a la gamme la plus large, c’est donc le type de fils de thermocouple le plus utilisé.
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Chaque type de thermocouple a ses propres caractéristiques uniques qui comprennent:

1. Diamètre taille ou épaisseur du fil
2. Type de matériau de revêtement ou d’isolation
3. Classifications – thermocouples de classe 1 à classe 3
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C’est pourquoi il est important de déterminer d’abord vos besoins avant de les utiliser tels que votre plage d’utilisateurs, votre tolérance et bien sûr votre budget.

Pourquoi Calibrer Les Fils De Thermocouple?

Pour vérifier l’exactitude en raison de:

• Vieillissement ou pourriture
• Contamination par l’environnement de travail – les rend fragiles et raccourcit la durée de vie
• Oxydation dans l’environnement lorsqu’ils ne sont pas protégés.
• Contrainte mécanique ou rupture

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3 Façons d’effectuer la vérification du thermocouple

Étant donné qu’un fil de thermocouple peut être considéré comme une sonde et un capteur connecté à un indicateur, il existe d’autres façons de le calibrer ou de vérifier sa précision. Il suffit de noter qu’un câblage de thermocouple doit être noté, il a une polarité positive et négative pour qu’il fonctionne correctement.

Il y a un signe plus et moins sur son connecteur, ce ne sera donc pas un problème si vous vérifiez avant de connecter les câblages, en outre, il est codé par couleur, alors assurez-vous de le vérifier avant d’effectuer des connexions de câblage de thermocouple.

Un bon guide consiste à déterminer la polarité en utilisant les spécifications du fabricant pour le codage couleur. Pour un câblage de thermocouple de type K, la couleur jaune est positive et la couleur rouge est négative. De plus, compte tenu du connecteur ou de l’adaptateur de thermocouple, la sonde positive est plus mince ou plus petite en largeur par rapport à la sonde négative qui est plus large.

Voici les 3 façons de vérifier la précision du thermocouple et un étalonnage.mise en place:

1. Grâce à la vérification de la température réelle à l’aide d’un puits de métrologie à température contrôlée et d’un indicateur (Fluke 754 ou Fluke 1524)

Il s’agit d’un montage utilisant un puits de métrologie (fluke 9173) et un indicateur (Fluke 1524). L’unité En cours d’étalonnage (UUC) est le thermocouple. Il s’agit d’une vérification réelle de la température où le fil de thermocouple (sonde) est trempé dans le puits et la chaleur générée est lue à travers l’indicateur Fluke 1524.

Cette procédure ou configuration d’étalonnage de thermocouple est utilisée lorsque le fil de thermocouple a une extrémité soudée. Cette configuration prend plus de temps car vous utilisez une température réelle qui nécessite une stabilisation sur chaque point de consigne de température. Vérifiez la procédure dans mon autre article dans ce lien.

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2. Par une température simulée qui est un signal électrique généré à l’aide d’un calibrateur Fluke 5520A et d’un indicateur (Fluke 754 ou Fluke 1524)

Une autre configuration est l’utilisation d’un calibrateur qui est Fluke 5522a. Il s’agit d’une procédure où la simulation est utilisée pour créer la température souhaitée.

La température souhaitée peut être simulée à partir du calibrateur Fluke 5522A, vous pouvez sélectionner différents types de thermocouples puis la température requise. En utilisant un indicateur (Fluke 754 ou indicateur équivalent), nous pouvons afficher la température générée par le calibrateur.

Cette configuration est applicable aux fils de thermocouple dont l’extrémité ouverte est connectée à un connecteur ou un adaptateur de thermocouple mâle. Cette mise en place est plus simple et prend moins de temps par rapport à un thermocouple à extrémité ou jonction soudée

Vérifiez dans ce lien la procédure d’étalonnage de cette mise en place.

3. Par une sortie ou une entrée simulée d’un signal électrique millivolt À l’aide d’un multimètre (Fluke 8846), d’un calibrateur 5522a ou d’un fluke 754

Maintenant, nous utiliserons un multimètre comme affichage au lieu d’un indicateur de température ou de thermocouple. Le signal simulé sera également généré par le calibrateur Fluke 754 ou Fluke 5522a. Mais au lieu d’afficher une lecture de température, ce sera maintenant une sortie de tension (mV).

Assurez-vous simplement d’avoir les connecteurs ou adaptateurs de thermocouple nécessaires pour qu’il soit connecté au multimètre (Fluke 8846 ou tout multimètre capable d’afficher une lecture en millivolt à au moins 3 résolutions) et prenez à nouveau note de la polarité.

Étant donné que les thermocouples peuvent détecter ou produire une CEM lors de différences de température, cette cem ou tension générée peut être mesurée en millivolts. De même, vous pouvez également générer une entrée millivolt et la lire comme sortie de température.

Ceci est également applicable uniquement aux thermocouples avec une jonction à extrémité ouverte avec un adaptateur (sauf si vous découpez une jonction soudée et effectuez cette procédure et la soudez à nouveau une fois terminée).

Dans cette configuration, le problème que nous rencontrerons est l’effet de la jonction de référence. Le multimètre n’a pas de compensation de jonction froide, donc toute lecture ambiante aura un effet sur la valeur mesurée ou affichée.

Une solution consiste à tremper la jonction de référence dans un environnement ambiant stable où la température est mesurée avec un thermomètre séparé. ensuite, la lecture dans le thermomètre sera convertie en valeur mV puis ajoutée à la valeur mV affichée du multimètre. Ensuite, c’est le moment de convertir et d’obtenir la valeur de température réelle.

Selon le type de thermocouple utilisé, chaque température générée a une tension équivalente en millivolt. En utilisant une table qui a été conçue ou calculée, un équivalent de température peut être pris. Vous trouverez ci-dessous un exemple de tableau pour un thermocouple de type K.

Tous ces calibrages de fil de Thermocouple peuvent être effectués dans n’importe quelle combinaison en fonction de vos besoins et de la disponibilité des instruments ou des étalons. Cette configuration est également applicable lors de l’étalonnage d’un indicateur de température ou d’un contrôleur dans lequel le thermocouple est utilisé comme sonde ou capteur.

Pour un étalonnage détaillé du thermocouple de type K, veuillez consulter ce lien: procédure d’étalonnage du fil de thermocouple – thermocouple de type k.

Pour une liste des fils de thermocouple, vous pouvez cliquer sur ce lien fils de thermocouple .