Capteurs de température

Il existe une multitude de capteurs de température, tant par leur technique que par leurs formes. Ils sont employés dans de nombreux domaines tant industriel que domestique. Appareils électroménagers (four, réfrigérateur,…), automobile (moteur, habitacle), l’industrie de transformation (plastique, alimentaire, chimie, automobile, électronique,…) et les installations de chauffage urbain ou industriel.

Comme pour les autres types de capteurs, ils peuvent être actifs ou passifs.

Leur choix dépend de la précision qu'on en attend et de la gamme de température souhaitée.

Les thermocouples

Les thermocouples sont relativement peu onéreux, tout en étant précis. Ils peuvent fonctionner sur une large gamme de températures. Un thermocouple est créé lorsque deux métaux différents entrent en contact, ce qui produit, au point de contact, une faible tension en circuit ouvert qui correspond à la température. Vous pouvez utiliser cette tension thermoélectrique, communément appelée tension Seebeck, pour calculer la température. Pour de petites variations de température, la tension est approximativement linéaire.


Vous pouvez choisir parmi différents types de thermocouples désignés par des lettres majuscules qui indiquent leurs compositions selon les conventions ANSI (American National Standards Institute). Parmi les types de thermocouples courants, citons les B, E, K, N, R, S et T.

Type                                        

Métal A (+)

Métal B (-)

Limites

théoriques

Coef. Seebeck

α (µV/°C) à T°C

Erreur

standard

Erreur

Mini

B        

Platine

30% Rhodium        

Platine

6% Rhodium

0 à 1820°C

5,96 µv à 600°C

0,5%

0,25%

E        

Nickel

10% Chrome

Constantan

-270 à 1000°C

58,67 µV à 0°C

1,7% à 0,5%

1% à 0,4%

J        

Fer        

Constantan

-210 à 1200°C        

50,38 µV à 0°C

2,2% à 0,75%

1,1% à 0,4%

K        

Chromel

Alumel

-270 à 1372°C

39,45 µV à 0°C

2,2% à 0,75%

1,1% à 0,2%

N        

Nicrosil

Nisil

-270 à 1300°C

25,93 µV à 0°C

2,2% à 0,75%

1,1% à 0,4%

R        

Platine

13% Rhodium        

Platine

-50 à 1768°C

11,36 µV à 600°C

1,5% à 0,25%

0,6% à 0,1%

T                

Cuivre

Constantan

-270 à 400°C

38,75 µV à 0°C

1% à 0,75%

0,5% à 0,4%


Sondes PT100

.

La sonde PT100 est un sonde très courant qui repose sur une variation linéaire positive  de sa résistance. Son nom vient du fait qu'elle dispose d'une résistance de 100Ω à 0°C


Thermistances

Les thermistances sont des résistances :

ou


Il sont peu coûteux, précis, linéaires et leur valeur nominale est donnée pour une température de 25°C.


Les capteurs à semiconducteurs

Ils reposent sur les coefficient de température des diodes et transistors.

Ce sont des capteurs dit intégrés et qui ont l'avantage que à courant constant I, la mesure de V est linéaire en fonction de la température et se présente sous la forme :

V = aT + b avec a qui dépend de l'élément sensible.

Le plus courant est le LM35 ou LM335.

Extraits de la documentation diu LM35 (Texas Instrument)

Capteur par quartz

La plupart des capteurs produisent une variation de tension ou de courant (avant ou après conditionnement) en fonction de la température. Cela présente un inconvénient en terme de sensibilité au bruit électrique.

Certains procédés de détection de température utilisent des quartz dont la fréquence change en fonction de la température. L'amplitude de la tension n'intervient pas dans l'information "température".