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RÉSUMÉ
L’évolution des techniques, notamment la miniaturisation des capteurs, a donné naissance à une nouvelle famille de thermocouples, les microsondes thermoélectriques. Cet article dresse un état des lieux sur ces instruments de mesure de plus en plus répandus en présentant les différents types de microthermocouples disponibles, leurs fabrications, leurs modes de fonctionnement (avec ou sans contact) et leurs caractéristiques. Sont également traitées les méthodes spécifiques d’étalonnage et les sources d’erreur de ces nouveaux thermocouples.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Laurent THIERY : Docteur es Sciences - Maître de conférences à l’université de Franche-Comté (UFR STGI Belfort)
INTRODUCTION
Du statut d’instrument de mesure de la température le plus répandu, le couple thermoélectrique miniaturisé, appelé « microthermocouple » commence à jouer un rôle majeur dans des secteurs de la recherche fondamentale, et émerge progressivement dans le secteur industriel. Cet exposé a pour objet de faire l’état des lieux de cette évolution, en rappelant tout d’abord quels sont les différents types de microthermocouples, comment on les fabrique, quelles sont leurs principales caractéristiques et leurs principes de mise en œuvre. Nous donnerons un aperçu des phénomènes de transfert de chaleur mis en jeu dans ces deux principaux modes de fonctionnement (avec ou sans contact), puis des méthodes d’étalonnage, avant de conclure en avançant quelques remarques sur l’évolution de ces techniques.
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VERSIONS
- Version courante de sept. 2025 par Laurent THIERY
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Problématique de la thermométrie par microsondes de températureArticle inclus dans l'offre
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4. Bilan, applications et futures évolutions
Après avoir fait un tour d’horizon des réalisations en terme de microthermocouple dont l’intérêt, rappelons-le, repose sur la possibilité de mesurer une température à la fois locale et dans un intervalle de temps très court, nous avons introduit les principaux domaines d’application au fur et à mesure de leur description. En se référant aux indications bibliographiques, listées en , le lecteur pourra obtenir tous les développements disponibles mais non traités dans cet exposé qui ne peut malheureusement être exhaustif. Plusieurs exposés, complémentaires à celui-ci permettront au lecteur d’approfondir ses connaissances, le cas échéant. Nous les indiquons dans cette dernière partie.
Pour mieux retenir l’essentiel des techniques liées aux mesures par microcapteurs thermoélectriques, il est préférable de distinguer les deux grandes catégories de mesure qui s’en dégagent : les mesures hors contact dans les fluides et les mesures au contact.
4.1 Mesures sans contact
Remarquons tout d’abord que la température mesurée par une telle sonde est le plus souvent une conséquence d’un flux d’énergie absorbé, mis en équilibre avec celui qu’elle dissipe. Il en résulte que l’on peut utiliser ces microcapteurs pour mesurer un flux incident comme le font les bolomètres ou les radiomètres [30] [32] [49] à [52]...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CASSAGNE (B.), KIRSCH (G.), BARDON (J.P.) - Analyse théorique des erreurs liées aux transferts de chaleur parasites lors de la mesure d’une température de surface par contact - . Int. J. Heat Mass Transfer 23, p. 1207-1217 (1980).
-
(2) - KELTNER (N.R.), BECK (J.V.) - Surface temperature measurement errors - . Journal of Heat Transfer 105, p. 312-318 (1983).
-
(3) - BARDON (J.P.), RAYNAUD (M.), SCUDELLER (Y.) - Mesures par contact des températures de surface - . Revue Générale de Thermique 34, p. 15-35 (1995).
-
(4) - BENIGNI (P.), ROGEZ (J.) - High temperature thermal diffusivity measurement by the periodic cylindrical method: the problem of contact thermocouple thermometry - . Rev. Sci. Instrum. 68 (7), p. 2767-2773 (1997).
-
(5) - TAYLOR (G.F.) - A method of drawing metallic filaments and a discussion of their properties and uses - . Phys. Rev. 23, p. 655-660 (1924).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Couples thermoélectriques. Caractéristiques et mesure de température
-
Température de surface. Mesure par contact
-
Mesure locale et instantanée de la température des fluides
-
Fluxmètres thermiques
ANNEXES
Thèses
SHI (L.) - Mesoscopic thermophysical measurements of microstructures and carbon nanotubes - . Ph. D. in Engineering-Mechanical Engineering, University of Berkeley, California (2001).
DELAROCHELAMBERT (T.) - Études expérimentale et théorique des transferts thermiques couplés en convection naturelle à travers une double paroi verticale à haute densité de flux de chaleur - . Thèse de doctorat de l’Université de Haute Alsace, spécialité « énergétique », Mulhouse (1997).
HAUT DE PAGE
Société Française de Thermique (SFT) http://www.sft.asso.fr/
Réseau de recherche en micro et nano-technologies (RMNT) http://www.rmnt.org
HAUT DE PAGE3 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
(liste...
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