Mesure de température de surface> - Bonnes pratiques de thermométrie par contact : Dossier complet | Techniques de l’Ingénieur

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Température de surface - Mesure par contact

Article de référence | Réf : R2733 v1

Mesure de température de surface> - Bonnes pratiques de thermométrie par contact

Auteur(s) : Jacques-Olivier FAVREAU

Date de publication : 10 sept. 2016

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RÉSUMÉ

Cet article concerne la mise en œuvre des mesures de températures surfaciques en thermométrie par contact, les thermomètres sans contact du type infrarouge ne sont pas traités dans cet article. Sont rappelés les deux types de mesure de température surfacique : mesures directes et mesures indirectes dont la finalité est différente. Les qualités ainsi que les bonnes pratiques de mise en œuvre des capteurs dépendent de la nature de la température recherchée : directe ou indirecte. Pour comprendre les mises en œuvre spécifiques, les principes physiques sont rappelés et les différents types de capteurs disponibles sont présentés.

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ABSTRACT

Measuring surface temperature - Implementation of contact sensors (contact temperature measurement)

This article concerns the implementation of surface temperature measurements in contact thermometry. Contactless thermometers, e.g. of the infrared type, are not discussed.. Direct measurements of surface temperatures and indirect measurements to estimate the internal temperature of a medium are defined. Good practices depend on the sort of temperature desired. The different physical principles are briefly reviewed, and the types of sensors are described, along with their implementation.

Auteur(s)

Jacques-Olivier FAVREAU : Chargé d’études et de formation - CETIAT (Centre technique des industries aérauliques et thermiques), Villeurbanne, France

INTRODUCTION

La mesure de température de surface fait partie de notre quotidien et pourtant les résultats de mesure font l'objet de critiques sur la représentativité de la température recherchée. Par exemple, prenons comme capteur de température, notre main. En l'appliquant sur le front d'une personne nous pouvons faire un premier diagnostic afin de vérifier la présence de fièvre. Cette première impression est souvent fiable, même si la quantification est réalisée par la mesure d'un thermomètre. La main utilisée pour évaluer une température de surface, tout comme un capteur industriel, peut fournir une impression fausse de la température de paroi. Par exemple, l'appui de la main sur une rampe d'escalier chauffée par le soleil donnera une sensation de douce chaleur si elle est en bois ou de brûlure si elle est en acier ! Ce biais d'évaluation dépend des caractéristiques thermiques (conductivité, effusivité…) du support, qui échangera plus ou moins de chaleur. Tout comme la main, les capteurs de températures industriels peuvent fournir des résultats faux en fonction de la qualité du capteur, des caractéristiques thermiques du support, des conditions d'environnement ainsi que de leurs mises en œuvre.

L'objectif de cet article est de présenter les bonnes pratiques de mise en œuvre de ces capteurs afin d'évaluer une température surfacique le mieux possible. Sont rappelés les principes physiques, les effets parasites et l'impact de l'environnement intervenant sur ces mesures de température particulières.

Les deux principales applications des capteurs de surface sont clairement définies afin de permettre au lecteur d'utiliser la technique de mesures la mieux adaptée. Cet article est illustré d'exemples technologiques.

Pour une bonne mise en œuvre des capteurs de température de surface, il est important :

d'identifier le besoin (mesure surfacique ou autre) ;
de connaître les effets perturbateurs ; macroconstriction, résistance de contact, effet d’ailette, effusivité thermique… ;
d'utiliser les capteurs appropriés ;
de maîtriser l'environnement ;
d'utiliser des méthodes adaptées.

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MOTS-CLÉS

Thermométrie par contact | Flux thermique | Macroconscriction | Mesure de température de surface

KEYWORDS

Contact thermometry | Thermal flow | Macroconscriction | Measurement of surface temperature

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - * - NF EN ISO 13732-1 (2008).
(2) - SACADURA (J.-F.) - Initiation aux transferts thermiques. - Tec & Doc Lavoisier, pages : 445 (2000).
(3) - BARDON (J.P.), RAYNAUD (M.), SCUDELLER (Y.) - Mesures par contact des températures de surface. - Rev générale de Thermique (HS95) 34, p 15-35 Elsevier, Paris.
(4) - * - NF ISO/CEI GUIDE 99 (2011).
(5) - MORICE (R.), DEVIN (E.) - La mesure par contact des températures de surface : étalonnage des capteurs de surface et traçabilité des mesures : Congrès français de thermique. - SFT 2000, Lyon (15-17 mai 2000).
(6) - LIDBECK (M.), IVARSSON, ANDRAS, HOLMEN, WECKSTROM, ANDERSEN - Interlaboratory Comparison of Reference...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Supports numériques

Guide d'utilisation des capteurs de température de surface : validation de la méthode par des cas concrets d'application en milieu industriel

http://www.lne.fr/download-pdf/download_utilisation_capteur_temperature.asp

Guide d'étalonnage des capteurs de température de surface en vue d'améliorer l'exactitude des mesures

http://www.lne.fr/download-pdf/download_etalonnage_capteur_temperature.asp

HAUT DE PAGE

2 Normes et standards

NF EN ISO 13732-1 - 2008 - Ergonomie des ambiances thermiques – Méthodes d'évaluation de la réponse humaine au contact avec des surfaces – Partie 1 : surfaces chaudes.

NF ISO/CEI GUIDE 99 - 2011 - Vocabulaire international de métrologie – Concepts fondamentaux et généraux et termes associés (VIM).

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - CONTEXTE : DEUX TYPES D’APPLICATION DES MESURES DE TEMPÉRATURE DE SURFACE

1.1 - Sémantique concernant la mesure de température de surface en thermométrie par contact
1.2 - Raisons d'une utilisation de plus en plus fréquente des mesures de température indirectes
1.3 - Exemples d’applications de « mesures directes »
1.4 - Exemples d'applications de « mesures indirectes »
1.5 - Définitions des besoins industriels
1.6 - Essor des températures de surface (réduction des coûts)