Thermomètre

L'une des unités de mesure les plus mesurées est la température. Dans de nombreux domaines, la température est un facteur déterminant, comme c'est le cas pour le contrôle de qualité, l'analyse environnementale, la Recherche-Développement. Pour mesurer la température, il faut utiliser un thermomètre. Selon le type de mesure, vous devez sélectionner un modèle de thermomètre concret.

L'unité de mesure la plus mesurée est la mesure de la température de l'air à l'aide d'un thermomètre. Le capteur du thermomètre est normalement placé en haut de l'appareil pour qu'il soit bien ventilé. Le type de construction et l'emplacement du capteur évitent que la température corporelle ait une influence négative lorsque le thermomètre est tenu dans la main. Les thermomètres qui mesurent la température ambiante sont disponibles comme appareils portables et en tant qu'appareils à installation fixe. Ces derniers sont généralement équipés d'un enregistreur de données, ce qui vous permet de mesurer et d'enregistrer la température pendant une période définie. De nombreux types de thermomètre qui mesurent la température ambiante déterminent aussi la température de l'air. Grâce à cela, le thermomètre peut calculer le point de rosée et d'autres mesures dérivées. Toutes ces propriétés font du thermomètre un appareil important pour des mesures quotidiennes de la température.

Les thermomètres qui déterminent avec précision la température d'un objet sont un second secteur très important. Dans ce cas, le thermomètre est généralement composé d'un minimum de 2 composants: 1). Le thermomètre ou l'unité de lecture et 2) un capteur minimum. Ce champ est encore plus divisé, selon le type d'application du thermomètre. D'une part nous avons le type de construction du capteur. Il existe différents capteurs avec différentes pointes de pénétration ou simplement une pointe de mesure. D'autre part, il est nécessaire de sélectionner le type de capteur, puisqu'il aura une influence sur la précision de la mesure. Les thermomètres à capteurs de température de platine (PT100, PT500 ou PT1000) s'utilisent surtout pour obtenir des résultats très précis. Les thermo-éléments (de type K, J, T, etc.) s'utilisent comme capteurs de température surtout lorsqu'il s'agit d'obtenir une valeur rapidement. Ces deux types de thermomètres ont des avantages et des inconvénients. Le thermomètre qui utilise des capteurs de résistance mesure avec une grande précision mais ils sont assez lents. Le thermomètre qui utilise des thermo-éléments détermine la température plus rapidement, mais par contre ils sont moins précis. Dans les deux cas vous trouverez des thermomètres portables ou à installation fixe.

Un troisième domaine concerne les thermomètres qui mesurent la température optiquement et sans contact. CE type de thermomètre utilise le rayonnement infrarouge que chaque objet émet proportionnellement à sa température. Grâce à un facteur, nommé degré d'émissivité, le thermomètre infrarouge émet la température superficielle d'un objet. La difficulté de ce principe de mesure est d'ajuster correctement le degré d'émissivité. Sinon, la lecture de la température mesurée sera faussée. D'autre part, il faut tenir compte de la réflexion qui a aussi une influence sur le résultat de la mesure. Les thermomètres ayant ce type de construction s'utilisent en tant qu'appareils portables pour obtenir une mesure immédiate de la température. Le thermomètre infrarouge est utilisé dans le domaine de la construction, l'industrie, etc. Le thermomètre infrarouge est disponible en tant qu'appareil à installation fixe. Dans ce cas, le capteur est monté au moyen d'accessoires de montage ou directement sur une machine. Les valeurs sont envoyées à une unité de lecture numérique, à un enregistreur de données ou à un PLC via une sortie analogique ou une interface.

L'utilisation d'un thermomètre concret dépend donc de l'application spécifique pour mesurer la température. Pour toute question sur le choix du thermomètre approprié, veuillez consultez notre service technique. Nos techniciens et ingénieurs vous aideront avec grand plaisir.

La température joue un rôle important dans le bien-être humain et dans le développement de nombreux processus biologiques, physiques et chimiques. La fiabilité de nombreux dispositifs électroniques n'est garantie que pour certaines plages de température. Grâce à un thermomètre, vous pouvez contrôler facilement la température souhaitée. Certains types de thermomètre, enregistrent et transfèrent directement les valeurs de mesure aux dispositifs de contrôle et de régulation. Selon le type d'utilisation, vous pouvez choisir le thermomètre le mieux adapté quant à son design, son maniement, son principe de fonctionnement et de précision.

Critères de sélection pour un thermomètre
Pour trouver le thermometre adéquat parmi la vaste gamme de thermomètres disponibles, vous pouvez réduire votre sélection en suivant quelques critères de base :
- Quelles températures maximales et minimales le thermometre doit-il détecter?
- Quelle précision doit avoir le thermomètre pour une plage de mesure déterminée?
- Doit-il mesurer la température dans des surfaces, des gaz (par exemple, la température de l'air), des liquides, des solides ou dans des matériaux en vrac?
- Une mesure sans contact est-elle possible et utile?
- Le thermomètre doit-il mesurer et enregistrer les données en continu?

Thermomètre à indicateur analogique
La conception d'un thermomètre analogique peut être très simple. N'importe qui connaît le thermomètre à liquide montrant la température extérieure ou la température ambiante, mesurant la fièvre et vérifiant la température de l'eau du bain. Un thermomètre de ces caractéristiques fonctionne sans piles et affiche la température sur une échelle linéaire. Si le liquide se dilate à cause de l'augmentation de la température, il monte et atteint la marque qui coïncide avec la température la plus haute. Si la température baisse, le liquide redescend.

Un autre thermomètre analogique utilise l’expansion différente de la température de deux métaux distincts. La modification de la longueur lorsque la température fluctue fait que la bande bimétallique se plie et que la position du pointeur de l'écran analogique change.

Thermomètre à indicateur numérique
Un thermomètre numérique vous permet d'effectuer la mesure dans un endroit et de visualiser la valeur de mesure dans un autre. De nombreux types de thermomètre numérique, permettent de connecter différents capteurs de température au dispositif de visualisation. Or les capteurs infrarouges ne sont pas interchangeables. Cependant, un thermometre infrarouge peut intégrer, en plus, un capteur interne de température de l'air et une ou plusieurs connexions pour d'autres capteurs de température. Ces capteurs du thermomètre peuvent différer en plage, dimensions, forme et principe de mesure. Les capteurs de température interchangeables les plus communs sont les thermocouples et les capteurs de résistance en platine, comme le PT100 et le PT1000. En interchangeant le capteur, il est possible de mesurer dans différents points avec le même thermomètre.

Un enregistreur de données de température est toujours un thermometre numérique. Au moyen du menu du dispositif ou du logiciel, vous pouvez régler la part d'enregistrement et, une fois l'enregistrement des données terminé, vous pouvez récupérer les valeurs dans le thermomètre. Certains enregistreurs de données de longue durée sont équipés d'entrées analogiques et peuvent être configurés de façon à ce que l'enregistrement des données démarre ou s'arrête uniquement lorsqu'une valeur déterminée est atteinte. Fréquemment, le logiciel du thermometre permet de visualiser les données sous forme de différentes représentations graphiques et de tableaux.

Un thermomètre à plusieurs canaux peut mesurer et enregistrer les données de plusieurs capteurs simultanément. Les connexions du dispositif de visualisation peuvent être conçues pour des capteurs de température du même type ou pour différents types de capteurs. Un thermometre à plusieurs canaux permet de mesurer et d'évaluer la température dans plusieurs points d'un processus, simultanément.

Un thermomètre est un dispositif de vérification et de mesure qui détermine la température de plusieurs milieux. Il existe différents types et design de thermomètre indiqués pour une large gamme d'applications. Selon son type, le thermomètre fonctionne avec un principe physique différent. C'est là qu'est définie la précision du thermomètre. Le thermomètre électronique utilise généralement la méthode de mesure de la résistance, au moyen d'un NTC (thermistor), un PTC (thermistor PTC) ou des capteurs en platine, comme le Pt100, Pt500 ou Pt1000, pour déterminer la température avec précision. Le thermomètre avec entrée pour thermocouples utilise l'effet Seebeck de 2 conducteurs métalliques différents pour mesurer la température.

Thermomètre électronique de résistance
Un thermomètre qui détermine électroniquement la température au moyen de la résistance, utilise la sensibilité à la température de matériaux spéciaux. Ce type de thermomètre utilise des thermistors ou des conducteurs de chaleur pour mesurer la température. Qu'est-ce que cela signifie exactement? Si on utilise un thermomètre avec un NTC, c'est-à-dire, un thermistor, on peut dire que la résistance du capteur de température diminue à mesure que la température augmente. Cela signifie qu'une tension constante produite par le thermomètre pourra faire passer un courant très élevé. Avec un PTC, c'est-à-dire, un thermistor, la résistance augmente presque proportionnellement à la température. Par conséquent, c'est un courant faible qui passe. Ainsi, le courant qui passe et que le thermomètre peut mesurer, est la mesure de la température. Les thermomètres qui utilisent la méthode de mesure de la résistance sont généralement très précis, puisque la résistance de la mesure peut être très grande (Pt1000: 1000 Ohm à 0 °C) et la courbe caractéristique présente des débits de courant plus facile à mesurer. Les capteurs en platine s'utilisent souvent car ils ont une bonne précision et fonctionnent donc avec une grande précision. Le thermomètre en platine s'utilise souvent dans les processus industriels, puisque ces capteurs s'installent dans des protections en acier inoxydable. Ce thermomètre serve à mesurer la température dans les traitements d'aliments, de liquides, d'huiles, etc.

Thermomètre à sonde thermocouple
Le thermomètre à thermocouple utilise l'effet de Seebeck de deux conducteurs métalliques différents. Les plus courants sont les thermocouples de type K, qui consistent en Ni-CrNi (nickel-chrome-nickel). Ce type de termomètre mesure une tension qui est générée lorsque les deux matériaux en contact chauffent. La tension générée dans un thermocouple est très basse, quelques µV par °C. Même à haute température, un thermomètre à sonde de thermocouple mesure souvent des tensions inférieures à 0,1 V. Si plusieurs thermocouples sont connectés en série à un thermomètre, celui-ci indiquera une température qui est plusieurs fois supérieure à la température du thermocouple. Un thermomètre de ces caractéristiques s'utilise fréquemment dans des applications de masse puisque la technologie utilisée est bon marché et que le type de mesure est relativement simple à effectuer. Le thermomètre à sonde thermocouple s'utilise dans un grand nombre d'applications; selon le design du capteur vous pouvez vous en servir pour mesurer la température de l'air, d'une surface, voire du noyau.

Thermomètre à capteur semi-conducteur
Le thermomètre à capteur semi-conducteur utilise la résistance électrique de plusieurs matériaux, comme le thermomètre de résistance. Si un courant très élevé passe, la température mesurée est aussi très élevée. Le thermomètre à capteur semi-conducteur sert fréquemment à mesurer la température de l'air ou à des applications dans lesquelles la précision a une importance secondaire.

Thermomètres avec différents types de capteurs, conception et design
Les thermomètres avec différents types de capteurs, conception et design affichent les valeurs mesurées sur un écran. La valeur mesurée apparaît généralement dans le thermomètre °C (degrés centigrades). Dans la zone américaine, la visualisation dans un thermomètre se fait généralement en °F (degrés Fahrenheit). Dans le domaine scientifique, l'unité K (Kelvin) est fréquemment utilisée pour mesurer des différences de température ou des températures très basses. D'où proviennent les différentes unités de température? On doit les unités des thermomètres au découvreur de chaque unité. Par exemple, Anders Celsius (1701 ... 1744) établit que la température de l'eau glacée qu'un thermomètre mesure est de 0 °C et de l'eau bouillante de 100 °C. D'autre part, Daniel Gabriel Fahrenheit effectua plusieurs expériences et voulut établir sa propre échelle, en tenant compte, entre autres choses, de la température corporelle, un mélange de glace, d'eau et d'ammoniaque, et de la température la plus basse à Gdansk à l'époque. Ainsi, les thermomètres avec l'échelle de Fahrenheit affichent une température de 32 °F pour un mélange d'eau et de glace, et de 212 °F pour l'eau bouillante.

Thermomètre numérique à capteur infrarouge
Selon sa température, chaque matériau irradie de l'énergie sous forme d'ondes lumineuses sur la plage infrarouge. Plus la température est élevée, plus il y a d'énergie qui irradie. Un thermomètre numérique à capteur de radiation est aussi appelé pyromètre. Ce thermomètre détermine la température de la surface émettrice de chaleur à partir de la radiation. La mesure de ce thermomètre numérique s'effectue sans contact et rapidement. Il existe des thermomètres numériques infrarouges qui calculent une valeur unique du point de mesure, mais il y a aussi des chambres infrarouges pour la représentation graphique des températures, via l'évaluation des infrarouges.

Lorsque vous effectuez une mesure avec un thermomètre numérique infrarouge, tenez compte de ce qui suit:
- Vous avez laissé le temps au thermomètre numérique de s'adapter à la température ambiante.
- La lentille du capteur n'est pas couverte, sale ni fissurée.
- La radiation infrarouge vers le thermomètre numérique n'est pas altérée par la poussière ou la vapeur.
- La taille du point de mesure correspond au point de mesure souhaité.
- Le degré d'émissivité correspond au matériau de la surface à mesurer.

Le degré d'émissivité spécifique du matériau entre 0 et 1 indique à quel point une surface émet une radiation infrarouge. De nombreux thermomètres numériques permettent de régler les degrés d'émissivité dans le menu de l'appareil. Cette valeur est prise en compte pour déterminer la température. Si le thermomètre numérique a un réglage du degré d'émissivité fixé sur 0,95 ou si vous ne connaissez pas le degré d'émissivité d'un matériau déterminé, vous pouvez rendre la surface mesurable en la peignant ou en posant un autocollant de mesure infrarouge.

La taille du point de mesure du thermomètre numérique infrarouge dépend de sa fabrication. Il décrit la zone circulaire dont la radiation infrarouge est détectée par le capteur durant la mesure. Plus le thermomètre numérique infrarouge est loin du point à mesurer, plus le diamètre du point de mesure sera grand. Le rapport entre la distance et le diamètre du point de mesure est spécifique de l'appareil et est indiqué comme valeur numérique. Par exemple, 30:1 signifie que, à une distance de 30 cm, le diamètre du point de mesure est de 1 cm et, à une distance de 60 cm, il est de 2 cm. Pour rendre visible le point de mesure, de nombreux thermomètres numériques infrarouges intègrent un ou plusieurs rayons laser. Un simple point laser montre uniquement le centre du point de mesure, tandis qu'un laser en croix montre le diamètre du point de mesure. Le marquage laser circulaire montre la circonférence du point de mesure.

Thermomètre numérique avec thermoéléments
Les thermoéléments qui s'utilisent pour le thermomètre numérique consistent en deux fils de différents métaux qui sont soudés à une extrémité. Les normes DIN EN 60 584 et DIN 43 710 définissent de nombreux thermoéléments avec la désignation du type, les spécifications du matériau, le code de couleur, les limites de température, les séries de tension et les écarts limites permis.

La différence de température entre les extrémités des fils connectés et les extrémités libres crée une tension. Cette tension dépend des métaux utilisés et n'augmente pas linéairement avec la température. La température dans le point de mesure peut uniquement être déterminée si la température dans les extrémités libres du thermoélément est connue ou si le capteur est connecté au thermomètre numérique. En outre, il est nécessaire de linéariser la tension mesurée en utilisant la courbe caractéristique du type de thermoélément utilisé. En général, le thermomètre numérique avec connexion pour thermoéléments a les courbes caractéristiques intégrées, ou permet d'introduire les valeurs caractéristiques requises. Les thermoéléments du même type peuvent être facilement intervertis. Les thermomètres numériques, qui utilisent des connexions standardisées pour le type de thermoélément correspondant, sont particulièrement faciles à utiliser. Lorsqu'une rallonge est ajoutée, il est nécessaire que le thermoélément et le type de câble soient du même type. Cela s'applique à toutes les connexions avec le thermomètre numérique.

Thermomètre numérique avec capteurs de résistance en platine
La conductivité des capteurs de résistance en platine, utilisés dans le thermomètre numérique, est linéaire à la température sur une vaste plage. La norme EN 60751 détermine que les capteurs de résistance pour la mesure de la température doivent être en platine. Le célèbre capteur de résistance en platine PT100 a une résistance nominale de 100 Ω à une température de 0 ºC, le capteur PT50 a une résistance de 50 Ω, le PT500 en a une de 500 Ω et le PT1000 en a même une de 1 kΩ.

Comme la résistance du câble de connexion est aussi enregistrée par le thermomètre numérique durant la mesure, des erreurs de mesure peuvent avoir lieu. L'utilisation de câbles de connexion courts et de capteurs PT1000 n'a qu'une incidence minime sur le résultat de la mesure. Cependant, il est possible de compenser la résistance des câbles en ajoutant plus de fils au capteur. L’utilisation de capteurs de 3 et 4 fils annule l'effet que la résistance de la ligne a sur le résultat de la mesure.

Les capteurs de résistance en platine pour le thermomètre numérique peuvent être fabriqués dans différentes classes de précision. La norme EN 60751 détermine 4 classes de précision. La classe AA est identique, avec la dénomination 1/3 DIN B. Les capteurs de résistance en platine marqués avec la précision 1/10 DIN B indiquent un écart de température de seulement 1/10 de la classe B.

Classe AA: t_g = 0,10 °C + 0,0017 · |t| (correspond à 1/3 DIN B)
Classe A: t_g = 0,15 °C + 0,0020 · |t|
Classe B: t_g = 0,30 °C + 0,0050 · |t|
Classe C: t_g = 0,60 °C + 0,0100 · |t|

Thermomètre numérique avec capteurs PTC et NTC
Le thermomètre numérique avec thermistors utilise les propriétés spéciales des semi-conducteurs. Les thermistors sont des composants semi-conducteurs dont la résistance électrique est influencée par la température. Les semi-conducteurs, dont la résistance électrique diminue avec l'augmentation de la température, ont un coefficient de température négatif. Ils s'appellent thermistors ou thermistors NTC. Les thermistors PTC, dont la résistance électrique augmente avec la température, s'appellent thermistors PTC du fait de leur coefficient de température positif.

Le thermomètre numérique avec thermistors NTC ou PTC offre une précision très élevée dans la plage de température de -50°C à 150°C environ. Ces thermomètres numériques sont indiqués pour de nombreuses applications comme, par exemple, dans le domaine de la médecine, le contrôle des aliments, les stations météorologiques, l'électronique de l'automobile, la technologie du chauffage, de la ventilation et de l'air conditionné.

Un grand nombre de thermomètres de ce type possède plusieurs fonctions, en plus de la mesure de la température ambiante, telles que la mesure de l'humidité ambiante, la pression barométrique et la vitesse du vent. Ce type de thermomètre peut être utilisé à différents endroits et grâce à ses nombreuses fonctions, il devient un outil précieux pour l'utilisateur. Le thermomètre est un appareil qui s'utilise dans différents secteurs allant de l'industrie aux centres scolaires en passant par le domaine privé.

Nous trouvons le thermomètre dans notre vie quotidienne. Le thermomètre est utilisé pour prédire la météo, le thermomètre est aussi utilisé pour mesurer la température des aliments ou la température corporelle des personnes et des animaux. Ce sont les domaines d'utilisation dans le domaine privé que tout le monde connait. Cependant, les thermomètres s'utilisent aussi dans le domaine professionnel pour déterminer par exemple la qualité d'un produit.

Mais que signifie le mot thermomètre? Thermomètre est un mot composé. Les mots grecs "thermós" et "métron" signifient chaleur et mesure. Un thermomètre est donc une mesure de la chaleur. Les thermomètres de PCE Instruments utilisent tous une méthode de mesure électrique pour mesurer la température. Par exemple, un thermomètre qui mesure la température ambiante utilise des capteurs de résistance ou des semi-conducteurs. Les thermomètres qui mesurent la température centrale d'un liquide ou d'un corps solide par un thermo-élément utilisent l'effet Seebeck pour déterminer la température. Une autre méthode de mesure de la température très courante est la méthode de la résistance (Pt100, Pt500, Pt1000, NTC ou PTC), qui permet de mesurer avec une grande précision.

Termomètre dans les pièces
Il existe, dans les espaces de travail et les logements, des recommandations pour la température minimale, non seulement pour que l'environnement soit agréable pour tous, mais aussi pour éviter les dommages provoqués par l'humidité. Les dégâts par humidité peuvent se produire lorsque l'air chaud touche les surfaces froides, se refroidit et qu'une partie de la vapeur d'eau se transforme en condensation. La température perçue joue un rôle important, non seulement pour la température ambiante, mais aussi pour la température superficielle des surfaces limites d'une pièce et l'humidité de l'air. Si le termomètre intègre un capteur supplémentaire pour mesurer l'humidité de l'air, on l'appelle aussi thermohygromètre. Il est possible de déterminer la température du point de rosée à l'aide de la température et de l'humidité de l'air. Il s'agit de la température à laquelle l'air peut absorber la quantité d'eau existante sous forme de vapeur. Si la température continue à diminuer, une partie de la vapeur d'eau se liquéfie.

De nombreux thermohygromètres affichent la température du point de rosée directement sur l'écran. Si vous choisissez un termomètre avec un capteur de température supplémentaire pour mesurer la surface, vous pourrez mesurer facilement la température d'un pont thermique et la comparer avec la température du point de rosée. Un termomètre facile à utiliser pour ce type de mesures, est le thermomètre infrarouge qui sert à mesurer la température superficielle rapidement et sans contact, même à une plus grande distance. Un termomètre servant uniquement à contrôler la température ambiante d'une pièce peut être posé sur une table ou au mur et être visualisé par n'importe qui.

Si les valeurs sont en-dehors de la plage souhaitée, vous pourrez ventiler, chauffer ou refroidir la pièce. S'il faut contrôler la température, voire l'humidité, pendant un certain temps, un dispositif qui enregistre ces valeurs sur un intervalle fixe est utilisé.

Termomètre pour entrepôts et transports
La température est fondamentale pour maintenir la date de péremption de nombreux aliments ainsi que certains autres matériaux. Il est nécessaire de contrôler les entrepôts alimentaires et, en particulier, les entrepôts frigorifiques pour les produits périssables de grande valeur, pour que, si la température augmente et dépasse le seuil permis, les mesures nécessaires puissent être prises à temps ou que les produits soient utilisés avant de s'avarier. Un termomètre adéquat pour ce type de contrôle est celui qui émet une alarme visuelle ou sonore lorsque la valeur limite est dépassée, ou que les données sont envoyées à un système de contrôle.

Un enregistreur de données permet de vérifier que la température prescrite a été maintenue pendant le transport de marchandises. On appelle enregistreur de données tout dispositif qui mesure et enregistre les valeurs de température sur un intervalle défini. Ce type de termomètre se pose discrètement parmi la marchandise, voire dans l'emballage extérieur. Même s'il n'est pas possible de contrôler la marchandise durant le transport, vous pourrez quand même le faire au moment de la livraison. Pour cela, vous pouvez utiliser un thermomètre de pénétration adéquat pour mesurer la température du noyau, dans plusieurs échantillons, de façon aléatoire.

Mesure de température dans les processus avec application de chaleur
Pour de nombreux produits, un termomètre est utilisé durant le processus de fabrication pour garantir qu'une température déterminée est maintenue pendant une période de temps définie. Cela est important, par exemple, pour la fabrication des yaourts, durant les processus d'homogénéisation, la cuisson des aliments, le séchage des matériaux sensibles et la stérilisation ou le contrôle des nuisibles en utilisant la chaleur. Si le termomètre permet de transmettre les valeurs limites établies sous forme de signal, vous pourrez contrôler et réguler le processus de chaleur. Et si le termomètre envoie le signal de la température minimale ou maximale, vous pourrez augmenter ou diminuer automatiquement l'entrée de chaleur.