T STL http://physalp.free.fr Flux d’énergie TP 1 : Quel capteur de température choisir ? Problématique : Quel capteur choisir pour mesurer la température, et comment l’utiliser ? Matériel disponible : - I. thermomètre à alcool thermistance 10k sonde Pt1000 thermocouple type K Potence Cristallisoir Glace Support élévateur Plaque chauffante 2 multimètres Thermocouple Doc 1 : Un thermocouple est une paire de fils constitués de deux métaux différents bien particuliers, soudés à une extrémité. Un phénomène physique appelé effet Seebeck crée une faible tension électrique entre les deux fils à l'autre extrémité qui dépend de la température aux deux bouts. Il existe plusieurs types de thermocouple selon les métaux utilisés. Type Métal A (+) Métal B (-) E J Chromel Fer Constantan Constantan K Chromel Alumel R Platine Platine 13% Rhodium S Platine Platine 10% Rhodium T Cuivre Constantan Proposer un protocole expérimental permettant de vérifier que le thermomètre à alcool et le multimètre équipé de son thermocouple affichent la bonne température. Appeler le professeur afin qu'il puisse vérifier, commenter et évaluer les étapes précédentes. Mettre en oeuvre le protocole. Décrire les observations. Page 1 sur 2 http://physalp.free.fr II. Thermistances Doc 2 : Les sondes de température CTN (Coefficient de Température Négatif, en anglais NTC, Negative Temperature Coefficient) sont des thermistances dont la résistance diminue de façon uniforme avec la température. Les sondes de température CTN sont fabriquées à base d'oxydes de métaux de transition (manganèse, cobalt, cuivre et nickel). La principale caractéristique d'une CTN est sa valeur (Ω) à la température de 25°C. Le plus souvent, le marquage du composant est un nombre à 3 chiffres, les 2 premiers chiffres figurent la valeur, le 3ème chiffre le multiplicateur en puissance de 10. Doc 3 : La sonde de température PT1000 est constituée d'un filament de platine (Pt), entourant une tige de verre ou non, dont la caractéristique est de changer de résistance en fonction de la température. Leur résistivité est de 1000 ohms pour 0 °C, elle augmente en même temps que la température. La sonde Pt1000 et la CTN n’affichent pas des valeurs de température. On peut en revanche mesurer à leurs bornes une valeur de résistance en ohm (Ω) puis tracer la courbe d’étalonnage de ces deux capteurs. Ainsi pour une valeur de R mesurée, nous connaîtrons la valeur de la température. Placer dans un bain d’eau que vous allez chauffer la sonde Pt, la thermistance et le thermomètre à alcool. Pour différentes températures, relever simultanément les valeurs des résistances pour les deux sondes. Réaliser sous Excel un tableau de mesures. Tracer les courbes donnant la valeur de la résistance en fonction de la température R = f(T) pour chacune des sondes puis les modéliser. À partir des mesures relevées dans les tableaux figurant à la fin du document, tracer les courbes d’étalonnage de chacun des capteurs. Page 2 sur 2
