Comment choisir une sonde de température ?

Une sonde de température est un composant qui permet de mesurer une température dans l’air, dans un liquide ou sur une surface. Son élément de détection interne permet de mesurer avec précision la température. La sonde de température est un instrument très robuste, utilisé dans de multiples contextes. Elle est notamment incontournable dans le secteur agroalimentaire. Associée à un régulateur de température, elle permet le contrôle de la température de cuisson ou de congélation d’un produit. Elle permet également de contrôler le bon fonctionnement d’un équipement en alertant d’un échauffement anormal.

Il existe plusieurs types de sondes de température qu’il convient de connaître pour choisir le modèle adapté à son application. En effet, l’utilisation d’un type de sonde plutôt qu’un autre dépendra fortement des caractéristiques du matériau à mesurer et de la plage de températures auquel il est soumis.

Une sonde de température peut être :

• Immergée dans un liquide (par exemple, pour connaître la température de l’eau) ;
• Au contact direct d’une surface (par exemple, d’une machine afin de garantir la sécurité et le confort de l’utilisateur) ;
• Ou être laissée dans un environnement avec une ambiance spécifique (par exemple, pour mesurer la température d’un chauffage ou d’une climatisation).

Il existe actuellement trois types de sondes de température :

La sonde de température à résistance ou détecteur de température résistif (RTD) est très précise. Elle permet de mesurer une large plage de température tout en offrant une réponse quasi linéaire. Le capteur résistif interne peut être constitué de platine, de cuivre, de nickel ou de tungstène. Selon l’environnement des relevés, l’utilisateur doit choisir le matériau adapté. La sonde de température en platine est la plus répandue et permet de mesurer des températures comprises entre -200 °C à +600 °C. Elle est aussi appelée sonde Pt100 ou Pt1000. La sonde de température en cuivre permet de mesurer des températures entre -190 °C à +150 °C. Celle en nickel mesure des températures entre -60 °C à +180 °C. Quant à la sonde en tungstène, elle offre une plage allant de -100 °C à +1400 °C. Si les différents matériaux de la sonde à résistance permettent une mesure très précise, leur durée de vie est courte, et il faut donc les remplacer souvent.

Image d'une sonde RTD :

La thermistance à coefficient de température négatif ou positif (respectivement CTN et CTP), contrairement aux sondes de température à résistance, elle dispose d’une plage de températures plus étroite comprise entre -40°C et +300°C, mais bénéficie d’une technologie de mesure plus précise, avec des temps de réponse supérieurs aux sondes à résistance. La thermistance à coefficient de température négatif (CTN) permet de mesurer une variation de température non linéaire dont la valeur ohmique diminue lors que la température augmente. A l’inverse, la thermistance CTP voit sa valeur ohmique augmenter lors que la température baisse.

Image d’une thermistance :

Enfin, la sonde à thermocouple est le type de sonde le plus couramment utilisé. Elle est disponible comme les sondes précédentes selon différentes enveloppes pour s’intégrer dans les multiples applications industrielles. L’élément de détection est constitué selon différentes combinaisons de métaux qui définissent leur plage de température désignées par une lettre.

• Type T, associant Cuivre et Alliage Cuivre-Nickel offrant une plage de températures entre -250 °C à +350 °C,
• Type J, combinant Fer et Alliage Cuivre-Nickel pour un mesure allant de -40 °C à +750 °C ou encore
• Type K, Nickel-Chrome et Nickel-aluminium, le plus utilisée avec une plage de température étendue de – 180°C à +1200°C.

Image d’une sonde à thermocouple :

La jonction des deux matériaux produit une différence de potentiel évoluant selon la température. Ce signal électrique de très faible amplitude est exploité par des appareils de mesure ou des régulateurs de température spécifiquement adaptés.

En fonction de son enveloppe extérieure, la sonde de température peut être immergée dans un liquide, posée sur une surface ou placée dans un environnement fermé. Selon son type, sa sortie délivre soit unetension (thermocouple), soit une valeur résistive (thermistance, RTD).

La valeur de sortie des sondes de température n’est pas immédiatement exploitable.

C’est pourquoi, la sonde de température est associée systématiquement à un appareil de mesure ou à un régulation de température, comme un thermomètre numérique ou encore un thermostat pour permettre l’interprétation et le traitement de l’information recueillie.

La sonde de température nécessite régulièrement un calibrage, que l’on nomme aussi étalonnage, et ce, afin de vérifier qu’elle délivre une mesure de température conforme à son utilisation.

Pour calibrer sa sonde de température il existe des accessoires pour calibrateurs de température, et notamment des appareils électroniques qui permettent de s’assurer de la justesse des mesures effectuées par les sondes. Le calibrage se fait alors sans démonter la sonde. Ces appareils électroniques permettent de mettre en place une procédure d’étalonnage automatique qui effectue des tests en les comparant à des relevés de sondes dites ‘étalons’. Pour cela, il suffit de relier la sortie électrique de la sonde de température à l’appareil de calibrage.

Image d’un calibrateur de sonde de température :

Dans le secteur industriel et dans les laboratoires, il est courant d’utiliser un four d'étalonnage pour vérifier les sondes de température.

Les sondes de température à détecteur de températurerésistif, à thermistance ou à thermocouple permettent de mesurer la température de l’air, de liquides, de gaz et de surfaces. Pour choisir sa sonde, l’utilisateur devra prendre en compte la matière dont il souhaite relever la température, mais aussi la plage de température afin de choisir le type de sonde le plus approprié. Il convient de garder à l’esprit qu’un étalonnage ou calibrage - régulier est nécessaire pour s’assurer du bon fonctionnement de la sonde, mais également de s’assurer de la compatibilité de celles-ci avec l’appareil sur lequel elle est branchée.

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