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Comparaison des thermocouples
Découvrez les caractéristiques des types de thermocouples les plus courants, y compris les plages de température et de tolérance, les matériaux, les performances et leurs applications.
Bien que tous les thermocouples fonctionnent selon les mêmes principes scientifiques de base, les différences dans leurs matériaux, leur construction et, en fin de compte, leurs plages de températures de fonctionnement créent différents types de thermocouples. Ces différents types de thermocouples sont identifiés par une lettre, comme « thermocouple de type K ». Les paragraphes suivants se concentrent sur la différence entre les types de thermocouple.
Types d'étalonnages des thermocouples
Les thermocouples sont des capteurs de température analogiques, ce qui signifie que leurs données de sortie doivent être interprétées et converties. Dans le cas des thermocouples, la tension de sortie est calibrée pour tenir compte de la force électromotrice (FÉM) et de la courbe de température de chaque type de thermocouple. Par exemple, certains thermocouples produisent une tension importante à basse température, tandis que d'autres ne commencent pas à générer de tension avant des températures beaucoup plus élevées.
Les différents types d'étalonnage ont pour but de permettre aux instruments ou aux régulateurs de température de faire correspondre la tension à la valeur de température associée, en créant une courbe de tension la plus droite possible pour une plage de température spécifiée. Les thermocouples sont également étalonnés en fonction de l'atmosphère dans laquelle ils sont utilisés, ce qui permet d'éviter les réactions chimiques entre l'atmosphère et le thermocouple. En choisissant le bon type d'étalonnage, on peut mieux garantir la durée de vie du capteur, ses exigences en matière de précision et éviter la dégradation des métaux
.
Types de thermocouples
Thermocouple de type K
Plage de température la plus large
Il s'agit du type de thermocouple le plus courant et qui offre la plus large plage de température de fonctionnement. Les thermocouples de type K conviennent généralement à la plupart des applications car ils sont à base de nickel et présentent une bonne résistance à la corrosion.
- Le fil positif est non magnétique (jaune), le fil négatif est magnétique (rouge)
- Sélection conventionnelle du métal de base pour les applications à haute température
- Convient pour une utilisation dans des atmosphères oxydantes ou inertes dont la température peut atteindre 1 260 °C (2 300 °F).
- Fonctionne mieux dans des atmosphères oxydantes propres
- Vulnérable au soufre (ne pas s'exposer à des atmosphères contenant du soufre)
- Il n'est pas recommandé de l'utiliser dans des conditions d'oxydation partielle sous vide, ou s'il est soumis à des cycles alternés d'oxydation et de réduction.
Thermocouple de type J
Applications à usage général (sans humidité)
Il s'agit du deuxième thermocouple le plus courant. Il constitue un bon choix pour les applications générales ne présentant aucune humidité.
- Le fil positif (en fer) est magnétique (blanc), le côté négatif est non magnétique (rouge)
- Convient pour une utilisation sous vide, à l'air libre, dans des atmosphères réductrices ou oxydantes jusqu'à 760 °C (1 400 °F) pour les calibres les plus importants.
- La durée de vie prévue des fils les plus fins est limitée en raison de l'oxydation rapide du fil de fer lorsque la température dépasse 540 °C (1 000 °F)
- Éviter l'utilisation dans des atmosphères sulfureuses supérieures à 540 °C (1 000 °F)
- Utilisation limitée sous zéro degré en raison de la rouille et de la fragilisation du conducteur en fer.
Thermocouple de type E
Sortie EMF la plus élevée
- Les deux fils sont non magnétiques. Le fil positif est violet, le fil négatif est rouge.
- L'EMF de sortie le plus élevé de tous les types standard
- Recommandé pour une utilisation jusqu'à 900 °C (1 600 °F) dans des atmosphères oxydantes ou inertes.
- Fonctionne mieux dans des atmosphères oxydantes propres
- Convient pour les températures basses jusqu'à environ -230 °C (-380 °F)
- Utilisation non recommandée dans les conditions suivantes, sauf pour de courtes périodes :
- Dans des conditions partiellement oxydantes
- S'il doit être soumis à des cycles alternés d'oxydation et de réduction
- Sous vide
Thermocouple de type T
Convient pour une utilisation jusqu'à -200 °C
- Les deux fils sont non magnétiques. Le fil positif est bleu, le fil négatif est rouge.
- Lorsqu'il est utilisé à l'air libre, il est résistant à l'humidité, très stable et utilisable jusqu'à 370 °C (700 °F)
- Une utilisation à des températures plus élevées est possible sous vide, ou dans des atmosphères réductrices ou inertes
- Convient pour une utilisation jusqu'à -200 °C (370 °F). Une sélection spéciale peut être requise pour les matériaux.
Spécifications des modèles
Plages de température
| Type | Plage d'application | Noms commerciaux | Code de couleur |
|---|---|---|---|
| K | 95-1260 °C (200-2300 °F) | Chromel / Alumel | Rouge(-) / Jaune(+) |
| J | 95-760 °C (200-1400 °F) | Fer / Constantan | Rouge(-) / Blanc(+) |
| E | 95-900 °C (200-1650 °F) | Chromel / Constantan | Rouge(-) / Violet(+) |
| T | 0-350 °C (32-660 °F) | Cuivre / Constantan | Rouge(-) / Bleu(+) |
Plages de tolérance
Tolérances d'étalonnage initiales
| Type | Plage de température | Limites standard | Limites spéciales |
|---|---|---|---|
| K | -200 °C à 0 °C* 0 °C à 1 250 °C |
±2,2 °C ou ±2 %* ±2,2 °C ou ±0,75 % |
n.c. ±1,1 °C ou ±0,4 % |
| J | 0 °C à 750 °C |
±2,2 °C ou ±0,75 % | ±1,1 °C ou ±0,4 % |
| E | -200 °C à 0 °C* 0 °C à 900 °C |
±1,7 °C ou ±1 %* ±1,7 °C ou ±0,5 % |
±1 °C ou ±0,5 %* ±1 °C ou ±0,4 % |
| T | -200 °C à 0 °C* 0 °C à 350 °C |
±1 °C ou ±1,5 %* ±1 °C ou ±0,75 % |
±0,5 °C ou ±0,8 %* ±0,5 °C ou ±0,4 % |
*Le fil de thermocouple est généralement fourni pour répondre aux tolérances pour les températures supérieures à 0 °C. Une sélection et des essais spécifiques peuvent être nécessaires pour ces mêmes matériaux afin qu'ils respectent les tolérances inférieures à zéro.
Limites de température selon le calibre du fil
Le tableau ci-dessous donne les limites de température supérieures recommandées pour les différents thermocouples et tailles de fils. Ces limites s'appliquent aux thermocouples protégés, c'est-à-dire les thermocouples contenus dans des gaines protectrices conventionnelles à extrémité fermée.
| Calibre | K | J | E | T |
| 20 | 980 °C (1 800 °F) | 480 °C (900 °F) | 540 °C (1 000 °F) | 260 °C (500 °F) |
| 24 | 870 °C (1 600 °F) | 370 °C (700 °F) | 430 °C (800 °F) | 200 °C (400 °F) |
| 28 | 870 °C (1 600 °F) | 370 °C (700 °F) | 430 °C (800 °F) | 200 °C (400 °F) |
| 30 | 760 °C (1400 °F) | 320 °C (600 °F) | 370 °C (700 °F) | 150 °C (300 °F) |
