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Article

1 - PROPRIÉTÉS THERMOÉLECTRIQUES D’UN CONDUCTEUR

2 - PRINCIPAUX COUPLES THERMOÉLECTRIQUES

3 - CONSTRUCTION DES CAPTEURS THERMOÉLECTRIQUES

4 - JONCTION DE RÉFÉRENCE

5 - MÉTHODES DE MESURE DE LA F.É.M.

6 - CÂBLE DE COMPENSATION ET CÂBLE D’EXTENSION

  • 6.1 - Définitions
  • 6.2 - Erreurs provenant de l’utilisation de câbles de compensation ou d’extension

7 - NORMALISATION DES COUPLES THERMOÉLECTRIQUES

8 - INCERTITUDES SUR LA MESURE DE LA F.É.M. GÉNÉRÉE PAR UN COUPLE THERMOÉLECTRIQUE

9 - ÉVALUATION DE L’HOMOGÉNÉITÉ DES COUPLES THERMOÉLECTRIQUES

| Réf : R2590 v2

Incertitudes sur la mesure de la f.é.m. générée par un couple thermoélectrique
Couples thermoélectriques - Caractéristiques et mesure de température

Auteur(s) : Georges BONNIER, Eric DEVIN

Date de publication : 10 déc. 1997

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Auteur(s)

  • Georges BONNIER : Directeur adjoint du BNM/INM (Institut national de métrologie)

  • Eric DEVIN : Ingénieur de l’université Paris-Sud-Orsay - Chef de la section thermométrie, pyrométrie optique et hygrométrie, - BNM-LNE (Bureau national de métrologie, Laboratoire national d’essais)

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INTRODUCTION

Les couples thermoélectriques sont les instruments de mesure de température les plus couramment utilisés.

Cet article présente les principes de fonctionnement et les généralités concernant les précautions d’utilisation des couples thermoélectriques.

Les lois de la thermoélectricité y sont rappelées au paragraphe 1 car elles sont à la base de la compréhension des phénomènes qui influencent les mesures de température par couple thermoélectrique. En particulier, les origines et les effets des hétérogénéités dans les couples thermoélectriques sont largement abordés. Un point est fait sur les résultats des travaux de recherche récemment effectués dans ce domaine.

Le terme de « couple thermoélectrique » est recommandé et employé dans les normes. Cependant, le mot « thermocouple » est d’usage courant.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r2590


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8. Incertitudes sur la mesure de la f.é.m. générée par un couple thermoélectrique

Considérons un couple thermoélectrique dont la jonction de mesure est portée à la température Tc et dont la jonction de référence est à la température de la glace fondante (0 C). Lorsqu’on mesure, au moyen d’un voltmètre numérique, la f.é.m. générée par ce capteur, le signal obtenu à la sortie du convertisseur analogique/numérique est constitué de la superposition d’un signal utile et de signaux parasites. Le signal utile est la valeur de la f.é.m. associée à la température de la jonction de mesure lorsque la jonction de référence est à 0 C. Les signaux parasites introduisent un décalage entre la valeur vraie de la f.é.m. et la valeur mesurée. Ces signaux sont donc à l’origine de l’incertitude sur la valeur de la f.é.m. associée à la température de la jonction de mesure. Il est à noter que les composantes d’incertitude présentées ici sont celles relatives à la mesure de la f.é.m. associée à la température de la jonction de mesure. D’autres composantes d’incertitude d’origine thermique doivent être prises en compte pour estimer l’incertitude sur la mesure de la température du milieu où se trouve le capteur.

8.1 Signaux parasites aléatoires

Ces deux signaux peuvent être générés par le capteur (bruit thermique) et par le voltmètre numérique (bruit thermique, bruit de grenaille, bruit de quantification). Les sources de bruit peuvent également être localisées à l’extérieur du système. Ainsi, les équipements électriques placés au voisinage du capteur ou du dispositif de mesure associé sont souvent à l’origine de parasites électromagné-tiques [7].

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8.1.1 Bruit thermique généré par le capteur

Considérons un capteur thermoélectrique dont la jonction de mesure est portée à une température supérieure à la température ambiante et dont la jonction de référence est maintenue à 0 C. L’agitation thermique des électrons libres de tout élément conducteur engendre, aux bornes de celui-ci, une tension aléatoire qui se superpose à la tension...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LE POMMELEC (J.Y.), BONNIER (G.) -   BNM-INM/CNAM, Incertitude sur la f.é.m. générée par un capteur thermoélectrique : sources d’erreurs liées au capteur et à l’électronique de la chaîne de mesure.  -  Bulletin du BNM no 94, oct. 1993.

  • (2) - BARNARD (D.) -   Thermoelectricity in metals and alloys.  -  Taylors and Francis Ltd, London (1972).

  • (3) - ROBERTS (R.B.) -   Absolute thermopower of Pb, Co and Pt Thermophysical properties of some key solids.  -  Codata - Pergamon Press - Numbers 59, déc. 1985.

  • (4) - LAUBITZ (M.J.), MATSUMARA (T.) -   High temperature transport properties of Palladium.  -  Canadian journal of physics, 196 (1972).

  • (5) - MATHIEU (F.), MEIER (R.) -   Contribution à l’étude des dérives de thermocouples - électronique physique de l’effet thermoélectrique et ébauche d’une théorie élémentaire du couple hétérogène.  -  Centre d’étude de l’énergie nucléaire, Belgique.

  • ...

1 Thèse

* - http://www.sudoc.abes.fr

SERIO (B.) - Modélisation, élaboration et caractérisation de réseaux de microthermocouples or-palladium en couches minces. - Thèse de doctorat Sciences pour l’Ingénieur, Université de Franche-Comté (2000).

HAUT DE PAGE

2 Normalisation

HAUT DE PAGE

2.1 Commission électrotechnique internationale CEI

http://www.iec.ch

IEC 60584-1 - 09-95 - Thermocouples - Part 1 : Reference tables. - -

IEC 60584-2 - 01-82 - Thermocouples - Part 2 : Tolerances. - -

IEC 61515 - 07-95 - Mineral insulated thermocouple cables and thermocouples. - -

HAUT DE PAGE

2.2 Association Française de Normalisation AFNOR

http://www.afnor.fr

NF EN 50113...

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