Les thermocouples sont des capteurs de température qui sont fabriqués à partir de deux alliages métalliques. Lorsque les deux métaux sont réunis pour former une jonction, une tension est générée lorsqu'il existe des différences de température entre eux. Ceci est connu comme l'effet Seebeck.
L'effet Seebeck
médecin allemand tourné physicien Thomas Johann Seebeck a découvert l'effet Seebeck. Il a fallu deux métaux différents, une à une température plus élevée que l'autre, et a un circuit en série, en les réunissant dans une jonction. Il a constaté qu'il était en mesure de générer une tension. Plus la différence de température entre eux, plus la tension qui a été généré et il a constaté que les résultats étaient indépendants de la forme du métal.
Importance
Les thermocouples sont précieux dans la science et l'ingénierie, en raison de caractéristiques telles que leur temps de réaction rapide et de petite taille. Ils ont la capacité de mesurer avec précision les températures extrêmes, avec des gammes de 270 à 2500 degrés Celsius, et les erreurs de 0,5 à 2 ° C.
L'inconvénient de thermocouples est que les signaux produits peuvent être non-linéaire, et donc ils ont besoin d'être calibré avec soin.
Construction
Deux alliages métalliques sont réunis pour former une jonction. Une portion de la jonction est placée sur une source dont la température doit être mesurée, tandis que l'autre extrémité est maintenue à une référence constante par l'intermédiaire d'une source de température. La source de température est généralement un capteur de température à l'état solide, bien que les plus âgés utilisent un bain d'eau glacée.
Un des facteurs de sensibilité à la température est le genre de combinaisons métalliques utilisés. Une combinaison nickel-nickel a une plage de température de -50 à 1410 degrés Celsisus, tandis qu'un rhénium-rhénium peut mesurer de 0 à 2315 degrés Celsisus. Chromel-alumel, cuivre-constantan, et le fer-constantan sont les plus communs.
Les types
Il existe plusieurs types différents. Ils sont classés en fonction de la température maximale qu'ils peuvent mesurer, où ils peuvent fonctionner, et leur robustesse. Les plus courants sont J, K, T, et E. Par exemple, le type J thermocouples peuvent être utilisés sans un revêtement appelé une gaine, bien que l'un est recommandé afin de prolonger leur durée de vie. Type J thermocouples peuvent fonctionner dans des environnements où il n'y a pas assez d'oxygène libre, et peuvent mesurer jusqu'à 760 degrés Celsius.
Les usages
Les thermocouples sont le type le plus populaire de capteurs de température. Ils sont utilisés comme thermomètres à l'hôpital et dans les tests de diagnostic pour les moteurs de véhicules. Certains appareils à gaz tels que les chaudières, les chauffe-eau, fours et les utilisent comme dispositifs de sécurité; si le voyant est éteint, le thermocouple arrête la vanne de gaz de fonctionner. Ils sont également utilisés comme aide à la pasteurisation du lait, et les thermomètres alimentaires. Dans l'industrie, ils sont précieux en tant que sondes et capteurs.