Mesure des températures - Chaîne de mesure

Le présent article de synthèse constitue une introduction à la rubrique Thermométrie. À ce titre, il sera fait de fréquents renvois aux différents articles de cette rubrique, où sont détaillées les méthodes particulières propres à chaque capteur.

Le choix d’un instrument de mesure n’est pas toujours facile. Il faut avant toute chose se poser les bonnes questions, prendre connaissance des diverses possibilités de mesure et répondre raisonnablement à ces questions. Dans ce choix intervient aussi l’influence des conditions particulières de la mesure envisagée sur la précision de la mesure.

Cet article a pour but de guider dans cette démarche l’expérimentateur en thermométrie, car la mesure de température s’avère en effet très diverse selon les situations rencontrées.

Dans le premier chapitre [R 2516v2] sont rappelées quelques notions fondamentales nécessaires et sont posées les questions essentielles avant le choix.

Dans le présent article, les capteurs et méthodes d’utilisation seront exposées succinctement en faisant référence aux articles spécialisés de ce traité Mesures et Contrôle.

Une chaîne thermométrique comprend trois parties qui sont parfois difficilement dissociables :

• le capteur transforme l’énergie thermique puisée au sein du milieu étudié en énergie électrique ou mécanique ;

• la zone de transmission conditionne et souvent amplifie le signal ;

• l'appareil de lecture ou d’enregistrement est pratiquement toujours de nature électronique à cause de la facilité de traitement du signal qu’assure cette technologie. Actuellement, le signal est digitalisé, ce qui rend la lecture encore plus directe.

Quelques exemples :

• dans un thermomètre à dilatation de liquide, le capteur est représenté par le bulbe contenant le liquide qui se dilate, la zone de transmission est représentée par le tube capillaire contenant le liquide, l'appareil de lecture est une simple graduation ;

• dans un thermomanomètre la zone où le gaz se dilate représente le capteur, la zone de transmission est le tube contenant le gaz qui est en connexion avec le manomètre constituant l'appareil de lecture ;

• dans le cas d’un couple thermoélectrique, la distinction entre les trois parties est simple : les soudures chaude et froide constituent le capteur qui est relié par les cordons de liaison à l'amplificateur ou au voltmètre.

En pyrométrie, l’atmosphère situé sur le trajet du rayon fait partie de la chaîne de transmission et engendrera des corrections à effectuer.

La dissociation et le remplacement de chacune des parties distinctes est souvent possible. Cependant dans certains cas, la chaîne est indissociable comme dans le thermomètre à dilatation de liquide ou les cônes fusibles par exemple.