Différents types de mesure par contact
Température de surface - Mesure par contact

R2730 v2 Article de référence

Différents types de mesure par contact
Température de surface - Mesure par contact

Auteur(s) : Jean-Pierre BARDON, Bernard CASSAGNE

Date de publication : 10 sept. 1998

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Sommaire
Médias

Présentation

1 - Notions fondamentales

1.1 - Complexité de la surface
1.2 - Notion de température de surface
1.3 - Principe de la mesure d’une température de surface
1.4 - Sensibilité, inertie
1.5 - Principaux phénomènes thermométriques

Tableau 1
1.6 - Interaction avec l’environnement
1.7 - Impératifs conditionnant le choix d’une méthode

2 - Différents types de mesure par contact

3 - Sources d’erreur dans les mesures par contact

4 - Erreurs liées aux transferts parasites dans les mesures directes

4.1 - Position du problème
4.2 - Description du modèle

Figure 5 - Description du modèle
4.3 - Modélisation de l’erreur en régime permanent

Tableau 2
4.4 - Transposition à des configurations courantes

Figure 19 - Effet de convergence Tableau 3 Tableau 4 Tableau 5
4.5 - Modélisation de l’erreur en régime variable

Tableau 6 Tableau 7
4.6 - Évaluation du coefficient d’erreur K
4.7 - Méthode thermoélectrique semi-intrinsèque

Tableau 8
4.8 - Paroi semi-transparente en présence de rayonnement à courte longueur d’onde

Tableau 9

5 - Techniques de mise en œuvre des dispositifs courants

5.1 - Systèmes fixes ou semi-fixes

Figure 31 - Sondes résistances
5.2 - Systèmes amovibles et appliqués par simple pression

Figure 32 - Sondes aiguilles simples Figure 33 - Sonde à ruban Figure 34 - Sonde compensée
5.3 - Conclusion

Tableau 10

Bibliographie & annexes

Présentation

Auteur(s)

Jean-Pierre BARDON : Professeur à l’Institut des sciences de l’ingénieur en thermique, énergétique et matériaux (ISITEM) Université de Nantes
Bernard CASSAGNE : Docteur ès sciences Maître de conférence à la faculté des sciences et des techniques, université de Nantes

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INTRODUCTION

Mesurer une température de surface est une opération difficile, sujette à de nombreuses erreurs et qui nécessite beaucoup de précautions. La connaissance de cette température de surface est pourtant indispensable, tant dans le domaine de la recherche (dans le secteur des transferts thermiques, notamment, la détermination correcte des températures de surface est cruciale), que dans celui de nombreuses applications industrielles (fabrication de produits divers, contrôle d’un traitement, détection de points chauds, etc.).

L’objectif de cette étude est de faire le point de l’état actuel des connaissances, tant sur le principe des méthodes envisageables que sur les principales causes d’erreur et les techniques de mise en œuvre. Mais, au préalable, il nous a paru indispensable de rappeler un certain nombre de notions fondamentales concernant ces différentes méthodes et les impératifs qui conditionnent leur choix.

Les principales difficultés rencontrées lors de la mesure d’une température de surface sont liées à la complexité géométrique ou physico-chimique de la surface, à la notion même de température, au principe de sa mesure, enfin aux interactions de la surface avec l’environnement. Examinons successivement chacun de ces points.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

Version archivée 1 de janv. 1981 par Jean-Pierre BARDON

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r2730

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2. Différents types de mesure par contact

Deux types de procédés peuvent être envisagés selon que cette détermination de la température de surface est directe ou indirecte.

Procédés de mesure directe

Ils consistent à déterminer la température de la surface en appliquant directement l’élément thermométrique sur celle-ci (figure 2 a) ou bien en insérant, lorsque cela est possible, le capteur thermométrique de faible épaisseur dans la couche superficielle (figure 2 b). Les capteurs peuvent être de formes variées (disque ou plaque mince, cylindre, etc.), ou encore être déposés en couche mince sur la surface. Il est nécessaire qu’ils soient en contact le plus intime possible avec le milieu et qu’ils perturbent le moins possible les transferts de chaleur superficiels (cela n’est pas toujours bien réalisé).

Les techniques de mise en œuvre seront décrites au paragraphe 5 .

Procédés de mesure indirecte. Mesures inverses
- Ces procédés consistent à déterminer la température de surface à partir de mesures de températures effectuées au sein du milieu, dans la couche subsurfacique et le plus près de la surface possible. La technique la plus simple et la plus ancienne consiste à placer des éléments thermométriques au sein du milieu et à différentes profondeurs de manière à connaître l’évolution du champ de température selon la normale à la surface. L’extrapolation de ce champ (figure 3) donne en principe la température T_S de la surface. Cette extrapolation est délicate. Elle est très sensible aux erreurs sur la position des capteurs et sur...

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