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LA TEMPERATURE :
        MESURE ET DETECTION
Thermostat à bilame
Thermistances CTN et CTP
Les sondes thermorésistives : Pt 100
Les thermocouples


 BTS ELECTROTECHNIQUE LISLET GEOFFROY
BTS Electrotechnique
                           Température : mesure et détection

                  Thermostats à bilame




Le bilame (laiton et invar ou ferro-nickel et invar en général)
    se déforme sous l ’effet de la température, et actionne
                 mécaniquement un contact
 Détection de seuils de température
Lycée Lislet Geoffroy                                       2
BTS Electrotechnique
                           Température : mesure et détection


                        CTN et CTP
R

                                            Faible gamme de
                                            température




                               150    Temp (°C)

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BTS Electrotechnique
                          Température : mesure et détection

              Contrôle de température
                 bobinage moteur
                        CTP : Contrôle de moteur, associée à
                        un relais de mesure




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BTS Electrotechnique
                        Température : mesure et détection


                 Courbes Pt100 / CTP




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BTS Electrotechnique
                        Température : mesure et détection


        Mesure par résistance : Pt 100
 La résistance varie avec la température.
 La plus connue :
                             Sonde Pt 100 :
                                   100 Ohms à 0°C
                                   138,5 Omhs à 100 °C




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BTS Electrotechnique
                                          Température : mesure et détection


             Sonde PT100 : montage 2 fils
                              +
                                                   La tension mesurée
                    I   I
              RL                                   par la carte ( V2 ) est
V1   PT100                    V2
                                                   supérieure à la
                                     Ze
                                                   tension existant aux
              RL
                   I                               bornes de la sonde
                                                   (V1) à cause des
                            PT100 Input board      chutes de tension
                                                   dans les résistances
                                                   de ligne ( RL ).



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BTS Electrotechnique
                                     Température : mesure et détection


      Sonde PT100 : montage trois fils
            Chutes de            Câbles appariés
             tension
           dans les fils                              +
            de signes                       I   I            I
             opposés                  RL

                        V1   PT100          I         V1     Ze
                                      RL


                                      RL   2I
               Résistance du                        PT100 Input board
               fil de retour
               indifférente

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BTS Electrotechnique
                                      Température : mesure et détection

      PT100 2 fils utilisée sur une carte
      d'entrée prévue pour sondes 3 fils :
                                                +
                                      I   I            I
                            RL

              V1    PT100             I         V2     Ze
                            RL
                                 2I


                                              PT100 Input board




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BTS Electrotechnique
                                     Température : mesure et détection


      Sonde PT100 : montage quatre fils
                                +                Ze est très grande :
                        I   I                    la chute de tension dans les
               RL
                                                 RLx est négligeable

               RLx
 V1    PT100   RLx
                                V1   Ze

                                                  Ce montage donne la
               RL                                 meilleure précision mais
                        I                         est le plus cher
                            PT100 Input board




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                                              Température : mesure et détection

                          THERMO COUPLES
                   conducteur 1
                                                       La fem (quelques mV ou x10mV)
                   conducteur 2
                                               fem     qui apparaît (UB-UA) dépends de la
                                                       température (TB-TA) et des métaux
   point A                          point B            utilisés.
  température Ta                    température Tb
                                                       Cette loi est non linéaire

Point A :                         Point B :
soudure chaude                    soudure froide
(jonction de mesure)              (jonction de référence)


               Il faut donc connaître la température de
                     référence TB pour mesurer TA :
                   compensation de la soudure froide
Lycée Lislet Geoffroy                                                               11
BTS Electrotechnique
                                        Température : mesure et détection

          Thermo couples : matériaux
Type              Couple                          Couleur (IEC 584-3,   Température
                                                     depuis 1985)           (°C)
  T      Cuivre               Cuivre Nickel          Brun / Blanc        -40 / +350
                              (Constantan)
  J      Fer                  Cuivre Nickel           Noir / Blanc       -40 / +750
                              (Constantan)
  E      Nickel Chrome        Cuivre Nickel          Violet / Blanc      -40 / +900
                              (Constantan)
  K      Nickel Chrome        Nickel Aluminium        Vert / Blanc      -40 / +1200

  S      Platine              Platine               Orange / Blanc       0 / +1600
         10% Rhodium
  R      Platine              Platine               Orange / Blanc       0 / +1600
         13% Rhodium
Pt 100   Résistance de platine Pour comparaison                         -50 / +600°C

Lycée Lislet Geoffroy                                                          12
BTS Electrotechnique
                        Température : mesure et détection




Lycée Lislet Geoffroy                                  13
BTS Electrotechnique
                        Température : mesure et détection

           Câbles d ’extension ou de
                compensation
                        Les câbles de compensation sont
                        moins chers que les câbles
                        d ’extension, qui sont dans le
                        même matériau que le
                        thermocouple.


                        A isoler soigneusement ( de la
                        température extérieure)


Lycée Lislet Geoffroy                                     14
BTS Electrotechnique
                                  Température : mesure et détection


                        Transmetteur
       Le transmetteur, ampli ou encore conditionne, traite le signal
       de la sonde, le linéarise, et le conditionne pour être exploitable
       (sortie 4-20 mA e n général)

       Il peut être intégré à la tête de la sonde




Lycée Lislet Geoffroy                                                  15
BTS Electrotechnique
                        Température : mesure et détection

       Sonde de mesure industrielle




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BTS Electrotechnique
                        Température : mesure et détection


                  Elément de mesure




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Les sondes de température

  • 1. LA TEMPERATURE : MESURE ET DETECTION Thermostat à bilame Thermistances CTN et CTP Les sondes thermorésistives : Pt 100 Les thermocouples BTS ELECTROTECHNIQUE LISLET GEOFFROY
  • 2. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Thermostats à bilame Le bilame (laiton et invar ou ferro-nickel et invar en général) se déforme sous l ’effet de la température, et actionne mécaniquement un contact Détection de seuils de température Lycée Lislet Geoffroy 2
  • 3. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection CTN et CTP R Faible gamme de température 150 Temp (°C) Lycée Lislet Geoffroy 3
  • 4. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Contrôle de température bobinage moteur CTP : Contrôle de moteur, associée à un relais de mesure Lycée Lislet Geoffroy 4
  • 5. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Courbes Pt100 / CTP Lycée Lislet Geoffroy 5
  • 6. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Mesure par résistance : Pt 100 La résistance varie avec la température. La plus connue : Sonde Pt 100 : 100 Ohms à 0°C 138,5 Omhs à 100 °C Lycée Lislet Geoffroy 6
  • 7. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Sonde PT100 : montage 2 fils + La tension mesurée I I RL par la carte ( V2 ) est V1 PT100 V2 supérieure à la Ze tension existant aux RL I bornes de la sonde (V1) à cause des PT100 Input board chutes de tension dans les résistances de ligne ( RL ). Lycée Lislet Geoffroy 7
  • 8. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Sonde PT100 : montage trois fils Chutes de Câbles appariés tension dans les fils + de signes I I I opposés RL V1 PT100 I V1 Ze RL RL 2I Résistance du PT100 Input board fil de retour indifférente Lycée Lislet Geoffroy 8
  • 9. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection PT100 2 fils utilisée sur une carte d'entrée prévue pour sondes 3 fils : + I I I RL V1 PT100 I V2 Ze RL 2I PT100 Input board Lycée Lislet Geoffroy 9
  • 10. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Sonde PT100 : montage quatre fils + Ze est très grande : I I la chute de tension dans les RL RLx est négligeable RLx V1 PT100 RLx V1 Ze Ce montage donne la RL meilleure précision mais I est le plus cher PT100 Input board Lycée Lislet Geoffroy 10
  • 11. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection THERMO COUPLES conducteur 1 La fem (quelques mV ou x10mV) conducteur 2 fem qui apparaît (UB-UA) dépends de la température (TB-TA) et des métaux point A point B utilisés. température Ta température Tb Cette loi est non linéaire Point A : Point B : soudure chaude soudure froide (jonction de mesure) (jonction de référence) Il faut donc connaître la température de référence TB pour mesurer TA : compensation de la soudure froide Lycée Lislet Geoffroy 11
  • 12. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Thermo couples : matériaux Type Couple Couleur (IEC 584-3, Température depuis 1985) (°C) T Cuivre Cuivre Nickel Brun / Blanc -40 / +350 (Constantan) J Fer Cuivre Nickel Noir / Blanc -40 / +750 (Constantan) E Nickel Chrome Cuivre Nickel Violet / Blanc -40 / +900 (Constantan) K Nickel Chrome Nickel Aluminium Vert / Blanc -40 / +1200 S Platine Platine Orange / Blanc 0 / +1600 10% Rhodium R Platine Platine Orange / Blanc 0 / +1600 13% Rhodium Pt 100 Résistance de platine Pour comparaison -50 / +600°C Lycée Lislet Geoffroy 12
  • 13. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Lycée Lislet Geoffroy 13
  • 14. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Câbles d ’extension ou de compensation Les câbles de compensation sont moins chers que les câbles d ’extension, qui sont dans le même matériau que le thermocouple. A isoler soigneusement ( de la température extérieure) Lycée Lislet Geoffroy 14
  • 15. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Transmetteur Le transmetteur, ampli ou encore conditionne, traite le signal de la sonde, le linéarise, et le conditionne pour être exploitable (sortie 4-20 mA e n général) Il peut être intégré à la tête de la sonde Lycée Lislet Geoffroy 15
  • 16. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Sonde de mesure industrielle Lycée Lislet Geoffroy 16
  • 17. BTS Electrotechnique Température : mesure et détection Elément de mesure Lycée Lislet Geoffroy 17