Les capteurs de températures

Résumé du document

Dans ce rapport nous traiterons des capteurs de températures optiques tel le pyromètre et le capteur à thermoreflectance. Il existe une multitude de capteurs de température, tant par leurs techniques que par leurs formes. Ils sont employés dans de nombreux domaines tant industriels que domestiques.

Dans ce rapport nous traiterons de quelques capteurs de températures avancés :
-le pyromètre
-le capteur à thermoreflectance
-le capteur à bruit de fond.
Nous étudierons, pour chaque cas, leurs principes physiques, leurs caractéristiques, et leurs domaines d'applications respectifs.

Extraits

[...] Autres corrections : réflexion de rayonnements parasites et influence de la température de l'enceinte. Performances : o Gammes de température : de façon générale, les courtes longueurs d'onde sont utilisées pour les hautes températures et inversement ; ex : gamme (8-14μm) pour des températures de -100 à 600°C et gamme(0,65 à 1,0μm) pour des températures de 500 à 3000°C. o Précision relative de l'ordre de En résumé : avantages (pas de correction atmosphérique et faible influence d'une imprécision de l'émissivité) ; inconvénient (nécessité de connaître l'émissivité) Les pyromètres monochromatiques 1 - Principe On peut mesurer l'émittance monochromatique : = f : soit directement dans un intervalle de longueurs d'onde restreint ( pyromètre à cellule photoélectrique à rapprocher du PRS). [...]

[...] Pour tenir compte de ces effets, il peut être utile d'introduire la notion de coefficient de réflexion complexe en champ électrique : Pour les très faibles variations que nous mesurons, les signaux interférométriques sint(t) et réflectométrique sréfl sont proportionnels aux variations de phase et d'amplitude du coefficient de réflexion complexe. Où Sr sont respectivement les signaux de réflectivité moyenne et la variation relative du coefficient de réflexion en intensité de l'échantillon. Dans les situations expérimentales qui nous intéressent les variations d'amplitude et de phase du coefficient de réflexion sont essentiellement dues respectivement à des variations de température ΔT(t) et à des déplacements normaux de surface u(t). Les grandeurs les plus directement accessibles par une sonde externe sont le déplacement de surface et la température. [...]

[...] Les gammes de mesures : de 700 à 5000°C ; précision : de 0,2 à à l'échelle industrielle. Usage. Le PDF est utilisé dans les mesures de précision (ΔT = 0,2 à vers 1000°C) ou lorsque le source est de très petite dimension (un filament par exemple). Résumé : avantages (influence négligeable des sources parasites IR) ; inconvénient (présence d'un opérateur) Pyromètre à deux couleurs La forme du spectre de rayonnement thermique d'un corps étant fonction de la température, le rapport : / = f αλ αλ 2 ) dépend de λ1 et λ2. [...]

[...] o Correction de température pour un CNN. L'appareil nous donne la température du C.N correspondant à son étalonnage, à savoir TR appelée aussi température de "radiance" . Si T est la température réelle du C.N.N, on pour un PRT : MT = α = . Donc : TR4 = αT4 T = (TR4/α)1/4 (Exemple de correction : α = 0,5 ; TR/T = 0,84 ; pour TR = 1 000K T = o Autres corrections à apporter : absorption partielle, par l'atmosphère, du rayonnement provenant de la source. [...]

[...] On capte puis on mesure une partie connue p de la puissance totale émise par une source dont on veut mesurer la température. La puissance p est totalement reçue et absorbée par un récepteur R dont elle élève la température, de la température ambiante θa à θ. L'étalonnage préalable de l'appareil établit une relation entre θ et p ; les conditions d'expérimentation permettent de relier p à ( fonction des caractéristiques de l'appareil (diamètre de l'objectif) et des conditions d'utilisation du pyromètre (distance pyromètre- source, bande passante du filtrage) . [...]