Capteurs de température

Documents pareils
MESURE DE LA TEMPERATURE

GENERALITES SUR LA MESURE DE TEMPERATURE

Semi-conducteurs. 1 Montage expérimental. Expérience n 29

Chapitre 11 Bilans thermiques

C. C. F TECHNOLOGIES CATALOGUE. Nos solutions pour le contrôle de la chaîne du froid

NOUVEAU SITE INTERNET S O N D E À C O M P O S T

J TB/TW Limiteur de température, contrôleur de température avec afficheur LCD, montage sur rail oméga 35 mm

SINEAX V 611 Convertisseur de mesure température, programmable

LA MESURE DE PRESSION PRINCIPE DE BASE

Chapitre 8. Les capteurs

Cours d électricité. Circuits électriques en courant constant. Mathieu Bardoux. 1 re année

Sondes de conductivité pour applications industrielles hygiéniques

Série M Débitmètres Eletta. Débitmètre à P avec sortie programmable

Transmetteur de pression de haute qualité pour applications industrielles Type S-10

Thermomètre portable Type CTH6500

National Instruments Notre mission

4.14 Influence de la température sur les résistances

TECHNOLOGIE DE MESURE

VANNE PAPILLON 1100 avec servomoteur type UVC-15

Le triac en commutation : Commande des relais statiques : Princ ipe électronique

Série 77 - Relais statiques modulaires 5A. Caractéristiques. Relais temporisés et relais de contrôle

SINEAX V 604 Convertisseur de mesure universel programmable. SINEAX V 604 Convertisseur de mesure universel programmable

ACCREDITATION CERTIFICATE. N rév. 1. Satisfait aux exigences de la norme NF EN ISO/CEI : 2005 Fulfils the requirements of the standard

Vannes 3 voies avec filetage extérieur, PN 16

Introduction : Les modes de fonctionnement du transistor bipolaire. Dans tous les cas, le transistor bipolaire est commandé par le courant I B.

Vannes à 2 ou 3 voies, PN16

Lampes à DEL EcoShine II Plus

Thermodynamique (Échange thermique)

Mesure de conductivité on-line. Mesurer Surveiller Régler. Mesure de conductivité on-line. Eaux d égout communales et eaux usées industrielles

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Technologie de mesure professionnelle au format de poche

Indicateur universel de procédé format 96 x 48 mm ( 1 /8 DIN)

Sartorius DocuClip & Docu-pH Meter. La nouvelle référence pour des analyses électrochimiques sûres

Système d automation TROVIS 6400 Régulateur compact TROVIS 6493

Keysight Technologies Identification rapide des caractéristiques thermiques d un prototype. Inspection thermographique des bâtiments.

Modules d entrées/sorties pour FX série XM07 et XM14

IR Temp 210. Thermomètre infrarouge. Des techniques sur mesure

Sciences et Technologies de l Industrie et du Développement Durable ENERGIE THERMIQUE ENERGIE THERMIQUE

UNIVERSITE MOHAMMED V Rabat Ecole Normale Supérieure

ALFÉA HYBRID DUO FIOUL BAS NOX

Sertissage Aciers COMAP,

LE CHAUFFAGE. Peu d entretien. Entretien. fréquent. Peu d entretien. Pas d entretien. Pas d entretien. Entretien. fréquent. Peu d entretien.

L offre DualSun pour l eau chaude et le chauffage (SSC)

Projet de synthèse de l'électronique analogique : réalisation d'une balance à jauges de contrainte

Acquisition et conditionnement de l information Les capteurs

RELAIS STATIQUE. Tension commutée

Les capteurs et leurs branchements

Etudier le diagramme température-pression, en particulier le point triple de l azote.

Solutions pour la mesure. de courant et d énergie

ELEC2753 Electrotechnique examen du 11/06/2012

Thermocouple et Sonde à résistance

Relais statiques SOLITRON MIDI, Commutation analogique, Multi Fonctions RJ1P

Manomètre pour pression différentielle avec contacts électriques Exécution soudée Types DPGS43.1x0, version acier inox

APPENDICE B SYSTÈME DE PESAGE INTELLIGENT MODÈLE ILC3 ET LM3D VERSION 1.7

La conversion de données : Convertisseur Analogique Numérique (CAN) Convertisseur Numérique Analogique (CNA)

Système multicouche raccords à sertir et tubes

TACOTHERM DUAL PIKO MODULE THERMIQUE D APPARTEMENT MULTI CONFIGURABLE

GOL-MPPT- 24V-10A GOL-MPPT- 12V-15A

La métrologie au laboratoire. vigitemp 10. centrale de surveillance et de traçabilité vigitemp kit de cartographie vigicart

NOTICE D INSTALLATION

LE CETIME votre partenaire pour le progrès et l innovation:

Système de surveillance vidéo

I GENERALITES SUR LES MESURES

Appareils de signalisation optiques Colonnes lumineuses préconfigurée Kompakt 71

CARACTERISTIQUE D UNE DIODE ET POINT DE FONCTIONNEMENT

T4 Pourquoi éteindre les phares d une voiture quand le moteur est arrêté? Comment fabriquer une pile? un accumulateur?

La soudure à l arc. électrique. Jean-Claude Guichard. Groupe Eyrolles, 2006, ISBN :

MultiSense un nouveau concept de contrôle de niveau et de mousses. Même encrassé, ce capteur ne détecte que les vraies situations.

DROUHIN Bernard. Le chauffe-eau solaire

Vannes PN16 progressives avec corps en acier inox et

Thermostate, Type KP. Fiche technique MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Le transistor bipolaire

Infos. Indicateurs analogiques encastrables pour installation à courants forts. Série M W/P/ LSP BWQ BGQ TP TG WQ /0S WQ /2S FQ /2 W BI BIW DFQ

Catalogue Température

Pinces multimètres Fluke Une solution pour chaque besoin

L énergie de l air extérieur pour une eau chaude sanitaire naturellement moins chère

Économie d énergie dans les centrales frigorifiques : La haute pression flottante

DP 500/ DP 510 Appareils de mesure du point de rosée mobiles avec enregistreur

ContrôleEnvironnemental


500 W sur 13cm avec les modules PowerWave

CAPTEURS - CHAINES DE MESURES

SENACO AS100. Manuel d Utilisation Octobre 2000 ENACO AS100

GAMME UVILINE 9100 & 9400

Colonnes de signalisation

Premier principe de la thermodynamique - conservation de l énergie

Pressostat électronique avec afficheur Type PSD-30, exécution standard Type PSD-31, à membrane affleurante

NOTICE TECHNIQUE SSC : Système Solaire Combiné eau chaude sanitaire / appui chauffage maison / appui eau chaude piscine

CHAPITRE IX : Les appareils de mesures électriques

1.5 COMPOSANTS POUR INSTALLATIONS TELEPHONIQUES, TV/SAT ET CAT.5. Les matières premières. Section 1.5

Batterie Li-ion Evolion. La solution éprouvée ultracompacte de Saft pour les applications télécoms

Indicateur de niveau Contrôleur de niveau Thermocontacteur FSA / FSK / TS

NOUVELLE série KTS pour un diagnostic confortable, rapide et fiable

Enregistrement automatique. des données

Module de mesure de courant pour relais statiques serie HD Module de mesure de courant HD D0340I

Le polissage par laser

7200S FRA. Contacteur Statique. Manuel Utilisateur. Contrôle 2 phases

E5_C RÉGULATEUR DE TEMPÉRATURE Une gamme complète de régulateurs de température de la prochaine génération

SOLUTIONS POUR LA PLOMBERIE. Système de canalisation pré-isolée Uponor

Transcription:

Chapitre 3 Capteurs de température I] Introduction : La température est une variable d état intensive : à l'échelle moléculaire : elle est liée à l'énergie cinétique moyenne des constituants de la matière. à l'échelle macroscopique : certaines propriétés des corps dépendent de la température (volume massique, résistivité électrique,...) La mesure de température est indispensable dans certaines domaines tel que : génie chimique industrie agro-alimentaire analyse de fonctionnement : moteurs, navettes spatiales gestion de bains de peinture... 1 ) Classification des capteurs de température : 1.1) Capteurs et détecteurs de température de contact : L échange de chaleur se fait entre l'objet et le capteur jusqu'a l'équilibre a- Capteurs et détecteurs analogique : Délivre un signal analogique Exemples : Couples thermoélectriques (Thermocouples) Thermomètre à résistance métallique Thermomètre à semi-conducteur Thermomètre à quartz Thermomètre à dilatation fluide b- Capteurs et détecteurs logique : Délivre un signal logique Exemple : Thermomètre à dilatation solide 1.2 ) Pyromètres optiques (sans contact) : Il est bases sur la relation entre la temperature d'un corps et son rayonnement optique (infrarouge ou visible) a- Capteurs et détecteurs analogique : Délivre un signal analogique Exemples : Pyromètre optique Pyromètre optique à dilatation solide b- Capteurs et détecteurs logique : Délivre un signal logique Exemple : Thermomètre à dilatation solide Département génie électrique : Troudi Fathi Page 1/12

2 ) Les échelles de la température : a- Echelle Celsius : c est une échelle relative, les températures références sont : Fusion de glace : 0 C Ebullition de l eau distillée à 100 C b- Echelle Kelvin : c est une échelle absolue, les températures références sont : Zéros thermodynamique : 0 K Point triple de l eau (0,01 C) : 273,16 K, T( C)=T( K)-273,15 c- Echelle Fahrenheit : c est une échelle relative, les températures références sont : Température T minimum de la solution aqueuse NaCl : 0 F Température du corps humain est 99 F, T( F)=(9/5) * T( C) +32 d- Echelle Rankine : c est une échelle absolue de Fahrenheit, les températures références sont : Zéros thermodynamique : 0 R Point triple de l eau (0,01 C) : 459,7 F, T( F) = T( R)-459,7 Tableau récapitulatif : Kélvin ( K) Celsius ( C) Rankin ( R) Fahrenheit ( F) Zéros absolu 0 273,15 0-459,7 Equilibre eau glace à 101325 Pa Ebullition de l eau à 101325 Pa 273,15 0 491,67 32 373,15 100 671,67 212 3 ) Mesure de la température : a- Equilibre thermique : La mesure de la température implique l équilibre thermique entre l objet et le capteur, la température mesurée n est pas celle de l objet mais celle du capteur b- Transmission de l énergie : les phénomènes qui entrent en jeu l hors du contact capteurobjet sont : La conduction La conviction Le rayonnement Département génie électrique : Troudi Fathi Page 2/12

II] Les résistances métalliques : 1 ) Principe : La résistivité d'un métal ou d'un alliage dépend de la température. = 0(1+α(T-T0)) : Résistivité de l alliage à la température T 0 : Résistivité de l alliage à la température T0 a- Relation résistance-température : Dans une étendue de mesure dépendant de chaque métal R(T)=R(0).(1+AT+BT 2 +CT 3 ) R(0) : résistance à 0 C; 3 autres points de calibrage permettent de connaitre A, B, C R(T) : résistance à la température T; Remarque : Le plus connue est R(T)=R(0).(1+A.T) Exemple : Métal Résistivité à 0 C Point de fusion Domaine d emploi µ.cm C C R100/R0 Cuivre 7 108,3-190 à +150 1,427 Nickel 6,38 1453-60 à+180 1,672 Platine 9,81 1769-250 à 1100 1,392 Indium 9 153-269 à +27 La sonde «Pt100» : sonde platine de résistance 100 pour une température 0 C La résistance R de Pt100 (Platine) à 100 C : R= 1,392*100 =139,2 Département génie électrique : Troudi Fathi Page 3/12

III] Les thermistances : Une thermistance est un agglomérat d oxydes métalliques fritté, c'est-à-dire rendus compacts par haute pression exercée à température élevée, de l ordre de 150 bars et 1000 C. La loi de variation à la forme : R a. e a et b : deux paramètres du thermisttance 1 ) Caractéristiques : faible encombrement deux types de thermistances : à coefficient «b» de température positif (PTC) à coefficient «b» de température négatif (NTC) b Avantages : temps de réponse rapide, moins chers Inconvénients : loi non linéaire, diversité des caractéristiques dans les séries, sensible a l auto échauffement et a la variation des résistances de connexion Département génie électrique : Troudi Fathi Page 4/12

2 ) Comparaison entre résistance métallique et thermistance : La variation de la résistivité est beaucoup plus importante pour une thermistance La variation de la résistivité de la thermistance n est pas linéaire 3 ) Tableau récapitulatif des caractéristiques des thermistances : Désignation Encombrement Caractéristiques Petit cylindre : d 1 à 12 mm, L 5 à 50 mm Disque : diamètre 5 mm, épaisseur 3 mm Bâtonnet : diamètre 3,2 mm, longueur 11 mm Pertes Plage de température De -80 C à +700 C Précision 1/10 à 1 degré C Alimentation électrique Gamme de résistance Inconvénient Peuvent être traversé indifféremment par un courant continu ou alternatif De 5 K à 100 K loi de variation de la résistance en fonction de la température n est pas linéaire Département génie électrique : Troudi Fathi Page 5/12

III] Les thermocouples : 1 ) Principe : Effet Seebeck (capteurs actifs) Circuit ferme, constitue de deux conducteurs A et B de nature différente dont les jonctions sont a des températures T1 et T2 différentes d où le thermocouple est le siège d'une force électromotrice dite de Seebeck VAB. Jonction de mesure (chaude) Voltmètre Jonction de référence (froide) Source (chaude) Deux conducteurs différents A et B VAB dépend de la nature des deux conducteurs et des températures T1 et T2 Les pouvoirs thermoélectriques des métaux et alliages (relation V = f(t)) sont définis dans des tables par rapport a un métal de référence (Pb ou Pt) et par rapport a 0 C T2 V3=V1+V2 T3 T3 Si deux jonctions à la température T1 et T2 produisent une tension V2, et les températures T2 et T3 produisent une tension V1 alors avec T1 et T3 on a une tension V3=V1+V2 Département génie électrique : Troudi Fathi Page 6/12

Remarque : Généralement la température de référence est la température ambiante : Mais, en général la température ambiante est variable Compensation de soudure froide : L'addition du terme compensation de soudure froide. V0 Tambiant C s'appelle la V V V Tc Tc T 0 C Tambiant 0 C ambiant 2 ) Câbles de compensation : Les câbles de compensations utilisées quand : les métaux du thermocouple sont chers la distance entre le milieu dont on doit mesurer la température et la jonction de référence est grande A' et B' sont les câbles de compensation tels que : Les jonctions A/A' et B/B' sont a la même température T2 Les couples A'/B' et A/B ont la même force électromotrice entre Tref et T2 La force électromotrice dépend des matériaux A et B, de T1 et Tref 3 ) Exemple de détermination de la température de la jonction de mesure : Département génie électrique : Troudi Fathi Page 7/12

=100 C =110 C E=5,27 mv E=5,82 mv Déterminer la FEM collectée si la Température est = 103 C Département génie électrique : Troudi Fathi Page 8/12

U (mv) 5,82 x 5,27 ( C) 100 103 110 x 5, 27 103 100 5,82 5, 27 110 100 10x 52,7 1,65 x 5,435 mv 4 ) Méthode de mesure par un thermocouple : a- Méthode de mesure par le type (T) : La jonction 2 ne génère pas de tension La jonction 3 sera la jonction de référence Vmesurée =V1-V3 Département génie électrique : Troudi Fathi Page 9/12

b- Méthode 1 de mesure par le type (J) : Les 3 jonctions génèrent la tension Vmesurée = V1+V3-V2 Rien ne garantie que les jonctions 2 et 3 soient à la même température c- Méthode 2 de mesure par le type (J) : Le bloc isothermique maintient les jonctions 2 et 3 à la même température On applique alors Loi des métaux intermédiaire : Vmesuré= V1-VREF et VREF= V2-V3 Loi des métaux intermédiaire : Département génie électrique : Troudi Fathi Page 10/12

5 ) Les constituants des thermocouples : Le thermocouple est constitué de 3 éléments : Les matériaux thermoélectriques La gaine et l isolant La soudure chaude Les matériaux thermoélectriques : Le câble d extension et le type de raccord thermocouple à l appareil de mesure. ou le connecteur qui permettent de relier le Département génie électrique : Troudi Fathi Page 11/12

IV] Les capteurs électroniques : Il est possible d utiliser des composants électroniques comme capteurs de températures. Ce ne sont pas principalement les caractéristiques fondamentales de ces composants qui nous intéressent mais plutôt certaines de leurs particularités. 1 ) Principe : La tension aux bornes du semi-conducteur (formant une diode ou un transistor) et le courant qui le traverse dépendent de la température. Cette particularité est utilisée dans le montage suivant : 2 ) Capteur électronique type LM35 : a- Caractéristiques techniques du LM35 : Voir DataSheet LM35 Département génie électrique : Troudi Fathi Page 12/12