Thermocouples à résistance. Schéma, description

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Capteurs. Thermocouples à résistance. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Manuel de l'électricien

le principe de fonctionnement convertisseurs thermiques La résistance (thermistances) est basée sur la variation de la résistance électrique des conducteurs et des semi-conducteurs en fonction de la température (voir plus haut).

Les thermistances en platine sont conçues pour mesurer des températures comprises entre -260 et +1100 °C. Les thermistances en cuivre moins chères, qui ont une dépendance linéaire de la résistance à la température, se sont généralisées dans la pratique.

Inconvénient le cuivre est sa faible résistance spécifique et son oxydation facile à haute température, ce qui fait que la limite finale d'utilisation des thermomètres à résistance en cuivre est limitée à une température de 180 ° C. En termes de stabilité et de reproductibilité des caractéristiques, les thermistances en cuivre sont inférieures à celles en platine. Le nickel est utilisé dans des capteurs bon marché pour les mesures dans la plage de température ambiante.

Thermistances semi-conductrices (thermistances) avoir un coefficient de température de résistance négatif ou positif, dont la valeur à 20 ° C est (2-8) / 10^-2 (°C)^-1, soit un ordre de grandeur supérieur à celui du cuivre et du platine. Les thermistances semi-conductrices de très petites tailles ont des valeurs de résistance élevées (jusqu'à 1 MΩ). En tant que matériau semi-conducteur, des oxydes métalliques sont utilisés: thermistances semi-conductrices de types KMT - un mélange d'oxydes de cobalt et de manganèse et MMT - cuivre et manganèse.

Les capteurs de température à semi-conducteurs ont une grande stabilité des caractéristiques dans le temps et sont utilisés pour modifier les températures dans la plage de 100 à 200 °C.

Convertisseurs thermoélectriques (thermocouples) sont des appareils dont le principe de fonctionnement est basé sur l'effet thermoélectrique. Cet effet consiste dans le fait qu'en présence d'une différence de température entre les jonctions (jonctions) de deux métaux ou semi-conducteurs dissemblables, une force électromotrice apparaît dans le circuit, appelée force thermoélectromotrice (en abrégé thermoEMF).

Dans une certaine plage de température, on peut supposer que thermoEMF est directement proportionnel à la différence de température T = T₁ - T₀ entre la jonction et les extrémités du thermocouple.

Les extrémités interconnectées du thermocouple, immergées dans le milieu dont la température est mesurée, sont appelées l'extrémité de travail du thermocouple. Les extrémités qui se trouvent dans l'environnement et qui sont généralement reliées par des fils au circuit de mesure sont appelées extrémités libres. La température de ces extrémités doit être maintenue constante. Dans cette condition, thermoEMF E_T ne dépendra que de la température T₁ fin de travail :

où C est un coefficient dépendant du matériau des conducteurs du thermocouple.

L'EMF généré par les thermocouples est relativement faible. Elle ne dépasse pas 8 mV pour 100 °C et ne dépasse généralement pas 70 mV en valeur absolue. Les thermocouples vous permettent de mesurer des températures dans la plage de -200 à +2200 °C.

Le platine, le platine-rhodium, le chromel et l'alumel sont les plus largement utilisés pour la fabrication de convertisseurs thermoélectriques.

Les thermocouples ont les éléments suivants avantages:

facilité de fabrication et fiabilité de fonctionnement;
faible coût;
manque de sources d'énergie;
possibilité de mesures dans une large gamme de températures.

Parallèlement à cela, les thermocouples sont également caractérisés par certains lacunes:

inférieure à celle des thermistances, précision de mesure ;
la présence d'une inertie thermique importante ;
la nécessité de corriger la température des extrémités libres ;
la nécessité d'utiliser des fils de connexion spéciaux.

Capteurs infrarouges (pyromètres) - Ce sont des appareils qui utilisent l'énergie de rayonnement des corps chauffés, ce qui permet de mesurer la température de surface à distance.

Les pyromètres sont divisés en trois catégories:

radiation;
luminosité;
Couleur.

Pyromètres à rayonnement sont utilisés pour mesurer des températures de 20 °C à 2500 °C, et l'appareil mesure l'intensité de rayonnement intégrale d'un objet réel.

Pyromètres de luminosité (optiques) sont utilisés pour mesurer des températures de 500 °C à 4000 °C. Le principe de leur fonctionnement repose sur la comparaison dans une partie étroite du spectre de la luminosité de l'objet étudié avec la luminosité d'un émetteur de référence (lampe photométrique).

Pyromètres de couleur basé sur la mesure du rapport des intensités de rayonnement à deux longueurs d'onde, généralement choisies dans la partie rouge ou bleue du spectre ; sont utilisés pour mesurer des températures dans la plage de 800 °C.

Les pyromètres vous permettent de mesurer la température dans des endroits difficiles d'accès et la température d'objets en mouvement, des températures élevées, là où d'autres capteurs ne fonctionnent plus.

Auteur : Koryakin-Chernyak S.L.

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