Jonction de référence
Couples thermoélectriques - Caractéristiques et mesure de température

1 - Propriétés thermoélectriques d’un conducteur

• 1.1 - Effet Seebeck et schéma électrique équivalent d’un couple de conducteurs
  Figure 1 - Mesure de la f.é.m. générée par un couple thermoélectrique Figure 2 - Conducteur métallique à une température non uniforme Figure 3 - Conducteur métallique à une température non uniforme : répartition des charges électriques Figure 4 - Schéma électrique équivalent d’un élément de conducteur Figure 5 - Schéma électrique équivalent d’un couple de conducteurs Figure 6 - Loi des conducteurs successifs Figure 7 - Loi des températures successives Tableau 1
• 1.2 - Effets Peltier et Thomson
  Figure 8 - Origine de l’existence de la f.é.m. Peltier Figure 9 - Effet Thomson

2 - Principaux couples thermoélectriques

• 2.1 - Domaine d’utilisation des couples thermoélectriques
• 2.2 - Relation entre la f.é.m. générée par un couple thermoélectrique et la température. Fonctions de référence
  Figure 10 - Logiciel Fonctions de référence des couples thermoélectriques Tableau 2 Tableau 3 Tableau 4
• 2.3 - Précautions d’utilisation : origine des dérives et des défauts d’homogénéité
  Tableau 5
• 2.4 - Influence des radiations alpha, bêta, gamma et de neutrons [8]
  Tableau 6

3 - Construction des capteurs thermoélectriques

• 3.1 - Fabrication d’un couple thermoélectrique au laboratoire [9]
  Figure 11 - Capteur à couple thermoélectrique Figure 12 - Jonction de référence à bain de glace fondante Figure 13 - Chaîne de mesure à couple thermoélectrique
• 3.2 - Montage industriel
• 3.3 - Sondes à couple thermoélectrique
• 3.4 - Couple thermoélectrique chemisé
• 3.5 - Isolants pour couples thermoélectriques
  Figure 14 - Sonde à couple thermoélectrique Figure 15 - Couple thermoélectrique chemisé Tableau 7
• 3.6 - Gaines protectrices pour couples thermoélectriques

4 - Jonction de référence

• 4.1 - Jonction de référence à 0 C (boîte de soudure froide)
• 4.2 - Jonction de référence à une autre température que 0 C (boîte de soudure tiède)
  Figure 16 - Boîte de compensation de soudure froide pour couple thermoélectrique
• 4.3 - Jonction de référence à une température variable (température ambiante)

5 - Méthodes de mesure de la f.é.m.

• 5.1 - Mesure de la f.é.m. avec un millivoltmètre
  Figure 17 - Méthode de mesure avec millivoltmètre
• 5.2 - Mesure de la f.é.m. par méthode potentiométrique

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

• 7.1 - Normes concernant les tables de référence des couples thermoélectriques
• 7.2 - Normes définissant des tolérances d’interchangeabilité
• 7.3 - Normes définissant les codes de repérage et les caractéristiques des capteurs
  Tableau 8

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

• 8.1 - Signaux parasites aléatoires
  Figure 21 - Schéma électrique équivalent d’un élément de conducteur Figure 22 - Schéma électrique d’un couple thermoélectrique bruyant Figure 23 - Limitation des erreurs dues à des parasites électromagnétiques dans un couple thermoélectrique (utilisation d’un filtre passe-bas) Tableau 9
• 8.2 - Signaux parasites déterministes
  Figure 24 - Couple thermoélectrique associé à la résistance d’entrée du dispositif de mesure Figure 25 - Couple thermoélectrique associé à l’amplificateur différentiel du dispositif de mesure Figure 26 - Couple thermoélectrique associé au dispositif de mesure Figure 27 - Couple thermoélectrique présentant un défaut d’isolement Figure 28 - Schéma électrique équivalent du capteur élémentaire présentant un défaut d’isolement Figure 29 - Schéma équivalent du capteur inhomogène Figure 30 - Schéma équivalent du capteur : température de la jonction de référence différente de 273,15 K Figure 31 - Schéma équivalent du capteur : température de la jonction de mesure différente de Tc Tableau 10 Tableau 11

9 - Évaluation de l’homogénéité des couples thermoélectriques

• 9.1 - Évaluation de l’homogénéité des éléments de couples thermoélectriques
  Figure 32 - Principe de la mesure du coefficient de Seebeck d’un échantillon de conducteur Figure 33 - Face avant du système de mesure du pouvoir thermoélectrique Figure 34 - Électronique du système de mesure du pouvoir thermoélectrique Tableau 12 Tableau 13
• 9.2 - Évaluation de l’homogénéité des couples thermoélectriques [13]
  Figure 35 - Banc de détection des hétérogénéités dans les couples thermoélectriques du BNM-LNE Figure 36 - Reproductibilité du front thermique appliqué par le banc de détection des hétérogénéités dans les couples thermoélectriques du BNM-LNE Figure 37 - Test de reproductibilité (10 balayages) pour un couple thermoélectrique de type K Figure 38 - Test d’homogénéité avant et après le recuit des fils d’un couple de type S par effet Joule Figure 39 - Test d’homogénéité après chaque torsion à 90 appliquée sur un couple thermoélectrique de type K Tableau 14