Erreurs liées aux transferts parasites dans les mesures directes
Température de surface - Mesure par contact

R2730 v2 Article de référence

Erreurs liées aux transferts parasites dans les mesures directes
Température de surface - Mesure par contact

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

Date de publication : 10 sept. 1998

Cet article est réservé aux abonnés

Pour explorer cet article plus en profondeur Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?Se connecter

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

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

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.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ? Se connecter

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

Lecture en cours
Présentation

Page
suivante

Techniques de mise en œuvre des dispositifs courants

Article inclus dans l'offre

"Mesures physiques"

(118 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

4. Erreurs liées aux transferts parasites dans les mesures directes

4.1 Position du problème

Les transferts de chaleur qui se produisaient par convection et rayonnement à la surface du solide sont modifiés par l’application du capteur thermosensible. Tout d’abord sa surface n’a pas les mêmes propriétés radiatives et, s’il fait saillie sur la surface, la convection peut y être plus intense. Il en résulte un transfert de chaleur parasite du milieu vers le capteur et du capteur vers l’extérieur. Ce transfert parasite est encore accru s’il existe une liaison matérielle qui relie le capteur à l’extérieur. Il s’effectue par conduction au sein du milieu vers l’élément thermosensible, puis par convection et rayonnement vers le milieu extérieur ou par conduction, convection et rayonnement le long de la liaison matérielle lorsque celle-ci existe (figure 4).

Enfin, une génération de chaleur au niveau de l’élément sensible peut également se produire : c’est, par exemple, le cas de l’effet Joule dans une résistance ou de l’effet Peltier dans un couple thermoélectrique parcouru par un courant, mais l’importance de ces deux effets est souvent négligeable devant le flux parasite transféré [14]. Par contre, la dissipation en chaleur de rayonnements divers (faisceau de neutrons, rayonnement haute fréquence, etc.) au sein du capteur peut provoquer des effets beaucoup plus importants sur son équilibre thermique.

Tous ces transferts parasites provoquent, à l’endroit même de la mesure, une perturbation locale du champ de température, positive ou négative selon qu’il y a diminution ou accroissement des transferts de la surface vers l’extérieur. La température de surface n’est plus T mais T_p. De plus, la température du thermomètre, θ, n’est en général pas égale à cette température perturbée T_p, car les conditions de contact du thermomètre avec la surface, toujours imparfaites, font que sa température θ diffère d’autant plus de T_p que la résistance thermique de contact r_c est grande, et que le flux de chaleur traversant l’interface capteur-surface est grand.

Pour des mesures en régime variable s’ajoutent les influences des différences de capacité...