Conférence sur les thermocouples vendredi 22 mars 2024 par Jean-Pierre Broillet.

Introduction aux Thermocouples

Définition: Un thermocouple est un capteur de température composé de deux métaux différents joints à une extrémité, générant une tension qui varie avec la température.
Principe de Fonctionnement: Basé sur l’effet Seebeck, où une différence de température entre les jonctions chaude et froide génère une tension électrique.
Applications: Large utilisation dans l’industrie pour la mesure de températures élevées, dans les processus chimiques, la fabrication de métal, et les systèmes de chauffage.

Fonctionnement Détaillé des Thermocouples

Effet Seebeck: Explication de l’effet thermoélectrique où une différence de température entre deux métaux produit une tension électrique.
Types de Thermocouples: Description des différents types (K, J, T, etc.), leurs matériaux et leurs plages de température.
Avantages et Limitations: Avantages tels que la large gamme de températures et les limites, incluant la nécessité de la compensation de la soudure froide.

Le Concept de Soudure Froide

Problématique de la Soudure Froide: La mesure de température par thermocouple nécessite une référence de température à la jonction froide, souvent à température ambiante, introduisant des erreurs potentielles.
Impact sur les Mesures: La température de la soudure froide affecte directement la précision des mesures de température, nécessitant des méthodes de compensation précises.

Compensation de la Soudure Froide

Méthodes de Compensation: Utilisation de circuits intégrés spécifiques pour simuler la température de la jonction froide ou l’ajustement numérique des lectures de température.
Importance de la Compensation: Assure la précision des mesures de température, particulièrement dans les applications critiques où les erreurs de mesure peuvent avoir des conséquences graves.

Circuit pour la Compensation de la Soudure Froide

Principe de Fonctionnement: Comment le circuit compense la différence de température à la jonction froide pour améliorer l’exactitude des mesures.
Composants Clés: Présentation des éléments essentiels du circuit, tels que les amplificateurs opérationnels et les circuits intégrés spécifiques.
Exemple de Circuit: Schéma d’un circuit de compensation typique et explication de son fonctionnement.

Utilisation d’Arduino pour la Compensation de la Soudure Froide

Arduino et Thermocouples: Introduction à l’intégration d’Arduino avec des thermocouples pour la lecture des températures.
Compensation Numérique de la Soudure Froide: Explication de comment Arduino peut être programmé pour compenser la température de la soudure froide, en utilisant des bibliothèques spécifiques.
Exemples de Projets: Présentation de quelques projets exemplaires qui utilisent Arduino pour la mesure de température avec des thermocouples, soulignant la flexibilité et l’accessibilité de cette approche.

Calcul de Température via une Équation Polynomiale

Relation Tension-Température: Introduction à la relation non linéaire entre la tension générée par un thermocouple et la température mesurée.
Équation Polynomiale: Présentation de l’équation polynomiale typique utilisée pour modéliser cette relation, incluant les coefficients spécifiques au type de thermocouple.
Avantages de la Méthode: Précision élevée, possibilité de compenser les non-linéarités inhérentes au thermocouple, et application facile avec des outils de calcul numérique.
Pour calculer la température à partir de la tension d’un thermocouple en utilisant une équation polynomiale en C++, nous pouvons écrire un code qui applique cette équation. L’équation polynomiale générale pour un thermocouple peut être représentée comme suit :
T=a0+a1V+a2V2+…+anVnT=a0+a1V+a2V2+…+anVn
où TT est la température en degrés Celsius, VV est la tension mesurée en millivolts, et a0,a1,…,ana0,a1,…,an sont les coefficients spécifiques au type de thermocouple. Ces coefficients sont déterminés expérimentalement et sont disponibles dans la documentation technique des thermocouples.