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Qu’est-ce Que La Température ?
La température est une grandeur intensive et décrit le niveau d’énergie de la matière. Toute matière est composée d’atomes et de molécules qui sont en mouvement constant, vibrent ou tournent. Pour simplifier, plus ces éléments bougent, plus la température de cette matière est élevée. La température d’un objet peut être définie par l’énergie cinétiq...
Unités de Température
Kelvin
Quelle est l’unité de base de la température ?
Le Celsius est actuellement une unité dérivée de température dans le système SI, le kelvin étant l’unité de base. L’abréviation de Celsius est °C (degré Celsius) et la taille d’un degré Celsius est la même que celle d’un kelvin. C’est le Suédois Andreas Celsius qui a présenté l’unité et l’échelle Celsius pour la première fois en 1742.
Quels sont les différents types de valeurs de température ?
Celsius, Fahrenheit et kelvin sont trois termes qui se rapportent à la température. Quelles sont exactement les différences entre ces trois échelles ? Les valeurs Celsius, Fahrenheit et kelvin sont les trois échelles de température les plus utilisées dans le monde. M. Génelle
Comment mesurer la température ?
En utilisant différents couples métalliques, on peut ainsi mesurer des températures de -269 °C jusqu'aux environs de 2 300 °C. Par contre, on ne peut pas déduire la valeur de la température : si l'on veut mesurer une valeur de température, il faut que l'une des extrémités serve de référence... en mesurant sa température avec un thermomètre.
Quel est le degré de la température ?
Son « thermomètre » étant à présent gradué, il constate que l’eau gèle à 32 degrés et bout à 212 degrés. Le degré Fahrenheit est né. Plus tard, cette échelle de mesure de la température fut un peu modifiée et re-calibrée. Le degré Fahrenheit est l'unité anglo-saxonne de mesure de la température. II) Les degrés Celsius
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Instrumentation CIRA Mesures de temperatures
Mesures de temp
eraturesCours2006-2007Table des matieres
1 Les dierentes unites de temperature 4
1.1 Les echelles de temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42 Thermometres a dilatation 4
2.1 Presentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42.2 Thermometres a dilatation de liquide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52.2.1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52.2.2 Loi de variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52.2.3 Liquides thermometriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52.2.4 Nature de l'enveloppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62.2.5 Colonne emergente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62.3 Thermometres a dilatation de gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72.3.1 Rappel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72.3.2 Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72.4 Thermometres a tension de vapeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82.4.1 Denition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82.4.2 Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82.5 Thermometres a dilatation de solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
112.5.1 Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
112.5.2 Bilame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
112.5.3 Pyrometre lineaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
113 Thermometres electriques 12
3.1 Presentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
123.2 Thermometres a resistance et a thermistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
133.2.1 Thermometres a resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
133.2.2 Thermometres a thermistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
133.2.3 Montage de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
153.2.4 In
uence de la mesure sur la temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3 Thermocouples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
173.3.1 Principes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
173.3.2 Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
193.3.3 Les dierents types de thermocouples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
193.3.4 C^ables de compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
193.3.5 Methodes de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
213.3.6 Comparaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
224 Les pyrometres optiques 22
4.1 Presentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
224.2 Principes physiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
234.2.1 Lois du rayonnement thermique du corps noir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
234.2.2 Rayonnement thermique d'un corps reel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
244.3 Principes generaux des pyrometres optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
244.4 Le pyrometre optique a disparition de lament . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24 1Instrumentation CIRA Mesures de temperatures
4.5 Pyrometres bichromatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
244.6 Pyrometres mesureurs d'energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25Exercices 26
1 Les dierentes unites de temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
262 Mesure de temperature par thermocouple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
263 Mesure de temperature par sonde PT100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
264 Lunette Infratherm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
265 Lunette Scrutherm 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27Annexe 128
Annexe 229
Annexe 330
Annexe 431
Evaluation - Annee precedente 32
Mesure de debit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32Regulation de temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33Figures
1 Echelles de temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42 Thermometre a dilatation de liquide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53 Mesure de temperature dans d'un bain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64 Colonne emergente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75 Thermometre a gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
86 Tension de vapeur saturante en fonction de la temperature (eau) . . . . . . . . . . . . . . .
97 Thermometre a simple remplissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98 Thermometre a double remplissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
109 Bilame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1110 Pyrometre lineaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1211 Canne pyrometrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1212 Sonde PT100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1313 Resistance en fonction de la temperature pour une thermistance de type CTP BH et une
sonde platine Pt100. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414 Thermistances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1415 Montage deux ls avec source de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1516 Montage quatre ls avec source de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1517 Montage avec pont Weatstone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1618 Montage trois ls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1619 Montage quatre ls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1620 Eet Peltier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1721 Eet Thomson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1822 Eet Seebeck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1823 Relation Temperature/FEM pour le thermocouple considere . . . . . . . . . . . . . . . . .
1924 FEM en fonction de la temperature de thermocouples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2025 C^ables de compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2026 Mesure en opposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22 2Instrumentation CIRA Mesures de temperatures
27 Pyrometre optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2228 Emittance spectrale en fonction de la longueur d'onde pour diverses temperatures . . . . .
2329 Pont de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2730 Montage 3 ls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2731 Montage 4 ls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2732 Capteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3233 Boucle de regulation de temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3334 Thermocouple Type T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3435 PT100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35 3Instrumentation CIRA Mesures de temperatures
1 Les dierentes unites de temperature
La temperature est une grandeur intensive, qui peut ^etre mesuree de deux facons dierentes : A l'echelle atomique, elle est liee a l'energie cinetique moyenne des constituants de la matiere; Au niv eaumacroscopique, certaines propri etesdes corps d ependantd ela temp erature(v olumemassique, resistiviteelectrique, etc...) peuvent^etre choisies pour construire desechelles de temperature.
1.1 Les echelles de temperature
La plus ancienne est l'echelle centesimale (1742), attribuant arbitrairement les valeurs 0 et 100 degres
a la glace fondante et a l'eau bouillante, sous la pression atmospherique normale. La temperature ainsi
denie dependant du phenomene choisi (la dilatation d'un uide) pour constituer le thermometre etalon, on utilise de preference l'echelle Celsius, denie a partir de l'echelle Kelvin par :T(C) =T(K)273;15 (1)
Cette derniere echelle, qui est celle du systeme international, ne depend d'aucun phenomene particulier
et denit donc des temperatures absolues. Le zero absolu (-273,15 C) a pu ^etre approche a quelquesmillioniemes de degres pres. Les phenomenes physiques qui se manifestent aux tres basses temperatures
connaissent d'importantes applications (supraconductivite). Dans le domaine des hautes temperatures, les torches a plasma permettent d'atteindre 50 000 K et les lasers de grande puissance utilises pourles recherches sur la fusion nucleaire contr^olee donnent, pendant des temps tres brefs, des temperatures
depassant 100 millions de degres.1. Les différentes unités de température différentes : la matière ; construire des échelles de température.1.1. Les échelles de températureLaplusancienneestl'échellecentésimale(1742),attribuantarbitrairementlesvaleurs0et100degrésàlaglacefondanteetàl'eaubouillante,souslapressionatmosphériquenormale.Latempératureainsidéfiniedépendantduphénomènechoisi(ladilatationd'unfluide)pourconstituerlethermomètreétalon,onutilisedepréférencel'échelleCelsius,
définie à partir de l'échelle Kelvin par :T ( Celsius) = T (kelvin) - 273,15Cettedernièreéchelle,quiestcelledusystèmeinternational,nedépendd'aucun
phénomène particulier et définit donc des températures absolues. d'importantes applications (supraconductivité).100 millions de degrés.
Kelvin (K)Celsius (°C)Rankin (°R)Fahrenheit (°F)00-273,15-459,670273,15491,6732CIRA-InstrumentationCapteurs de température
page 325Figure 1{ Echelles de temperature
2 Thermometres a dilatation
2.1 Presentation
Dans ce paragraphe, c'est la dilatation des corps qui sera le phenomene image de la grandeur ther- mometrique. On constate en eet que le volume d'un corps augmente en general, lorsque sa temperatures'eleve (sans qu'il y ait de changement d'etat physique). La dilatation etant reversible, elle fournit un
mode pratique de reperage des temperatures. Ce phenomene se retrouve de facon analogue, mais avec une
ampleur dierente pour les liquides, les gaz et les solides. D'ou les trois types de thermometres a dilatation.4
Instrumentation CIRA Mesures de temperatures
2.2 Thermometres a dilatation de liquide
2.2.1 Description
Il est constitue d'un reservoir surmonte d'un capillaire de section faible et reguliere (ordre de grandeur :
= 0;2mm) se terminant par une ampoule de securite (utile lors d'un depassement de la temperatureadmissible). Il est realise en verre. Sous l'eet des variations de temperature, le liquide se dilate plus ou
moins. Son niveau est repere a l'aide d'une echelle thermometrique gravee sur l'enveloppe.2. Thermomètres à dilatation
2.1. PrésentationDansceparagraphe,c'estladilatationdescorpsquiseralephénomèneimagedelagrandeurthermométrique.Onconstateeneffetquelevolumed'uncorpsaugmenteen
général, lorsque sa température s'élève (sans qu'il y ait de changement d'état physique).
dilatation.2.2. Thermomètres à dilatation de liquide-100102030Ampoule de sécuritéEchelle de températureCapillaireRéservoir2.2.1. DescriptionIlestconstituéd'unréservoirsurmontéd'uncapillairedesectionfaibleetrégulière(ordredegrandeur:!=0,2mm)seterminantparuneampouledesécurité(utilelorsd'undépassementdelatempératureadmissible).Ilestréaliséenverre.Sousl'effetdesvariationsdetempérature,leliquidesedilateplusoumoins.Sonniveauestrepéréàl'aide
d'une échelle thermométrique gravée sur l'enveloppe.2.2.2. Loi de variationLaloidevariationduvolumeduliquideenfonctiondelatempératureest:V=Vo(1+"#),
avec :• Vo = volume du liquide à 0 °C ;• V = volume de liquide à # °C ;• " = coefficient de dilatation du liquide en °C
-1CetteéquationnousmontrequelasensibilitéduthermomètreàdilatationdeliquideestproportionnelleauvolumeVo(fonctionduvolumeduréservoir);aucoefficientdedilatationduliquide(doncautypedeliquidechoisi)etinversementproportionnelàlaCIRA-InstrumentationCapteurs de température
page 425Figure 2{ Thermometre a dilatation de liquide
2.2.2 Loi de variation
La loi de variation du volume du liquide en fonction de la temperature est :V=V o(1 +) (2)
avec : -V o: volume du liquide a 0C; -V: volume de liquide aC; -: coecient de dilatation du liquide enC1.Cette equation nous montre que la sensibilite du thermometre a dilatation de liquide est proportionnelle
au volume Vo (fonction du volume du reservoir), au coecient de dilatation du liquide (donc au type de
liquide choisi) et inversement proportionnel a la section S du capillaire car : h=VS (3)2.2.3 Liquides thermometriques
L'espace libre au dessus du liquide peut-^etre vide. Toutefois, pour emp^echer la colonne de liquide de se
fractionner facilement et aussi pour permettre de mesurer des hautes temperatures, l'espace libre est rempli
d'un gaz neutre (azote ou argon) mis sous une pression fonction de la temperature a mesurer. La chambre
d'expansion evite les trop fortes variations de pression.5Instrumentation CIRA Mesures de temperatures
LiquidesDomaine d'emploi (C)enC1Pentane-200 a 20
Alcool ethylique-110 a 1001,17
Toluene-90 a 1001,03
Creosote - Alcool ethylique-10 a 200
Mercure-38 a +6500,182
Mercure - Thallium-58 a +650
Mercure - Gallium0 a 1 000
Tableau 1{ Liquides thermometriques
2.2.4 Nature de l'enveloppe
En fonction de la temperature a mesurer, il y a lieu de choisir le materiau constituant l'enveloppe du
thermometre :V erred'Iena jusqu' a450 C;
V erreSupremax j usqu'a630 C;
Silice pure fondue jusqu' a1 000 C.
2.2.5 Colonne emergente
En dehors des reglages classiques (zero, echelle), on doit pense a corriger la mesure de la temperature si il
est impossible d'immerger completement la colonne (g. 3). Dans les cas (a) et (c) la colonne de liquideL'espace libre au dessus du liquide peut-être vide. Toutefois, pour empêcher la colonne de liquide de se frac-
tionner facilement, et aussi pour permettre de mesurer des hautes températures l'espace libre est rempli d'un gaz
neutre (azote ou argon) gaz mis sous une pression fonction de la température à mesurer. Exemple : Thermomètre à mercure prévu pour mesurer 600°C, pression de l'azote 20 bars. La chambre d'expansion évite les trop fortes variations de pression.2.2.4.Nature de l'enveloppe
En fonction de la température à mesurer, il y a lieu de choisir le matériau constituant l'enveloppe du thermomè-
tre : -Verre d'Ienajusqu'à 450 °C -Verre Supremaxjusqu'à 630 °C -Silice pure fonduejusqu'à 1 000 °C2.2.5.Colonne émergente
En dehors des réglages classiques (zéro, échelle), on doit pensé à corriger la mesure de la température si il est
impossible d'immerger complètement la colonne.BonBonMauvais(a)(c)(b)
Dans les cas (a) et (c) la colonne de liquide thermométrique est totalement immergée dans l'enceinte dont on
mesure la température. La dilatation de ce liquide se fait donc pleinement. Dans le cas (b) la colonne de liquide
est immergée jusqu'à la graduation n, dans l'enceinte de température inconnue x, la partie de la colonne située
entre n et h est en contact avec la température ambiante. Le volume correspondant à une graduation est noté v.
Température ambiante tTempérature mesurée xnh Le volume à la température ambiante est : V = (h - n)vCe volume est à la température ambiante, donc il en résulte un défaut de dilatation de : !V = V•a(x-t)
La correction à apporté est donc : !h = !V/v = (h-n)•a•(x-t)Exercice :
MITAChapitre VII : Capteurs de températurepage 3/17Figure 3{ Mesure de temperature dans d'un bainthermometrique est totalement immergee dans l'enceinte dont on mesure la temperature. La dilatation de
ce liquide se fait donc pleinement.Dans le cas (b) la colonne de liquide est immergee jusqu'a la graduation n, dans l'enceinte de temperature
inconnue (g. 4). La partie de la colonne situee entre n et h est en contact avec la temperature am-biante. Le volume correspondant a une graduation est notev. Le volume a la temperature ambiante est :
V= (hn)v. Ce volume est a la temperature ambiante, donc il en resulte un defaut de dilatation de :V=V(xt) = (hn)v(xt).
La correction a apporter est donc :
h=Vv = (hn)(xt) (4)6Instrumentation CIRA Mesures de temperatures
En realite, la partie emergee n'est pas a la temperature ambiante. Dans la pratique on prend les 7/10 de
la correction calculee. Cette correction n'etant pas tres precise, on essayera, dans la mesure du possible,
de positionner au mieux le thermometre (cas a ou c ).• Dans les cas (a) et (c) la colonne de liquide thermométrique est totalement immergée dans l'enceinte dont on mesure la température. La dilatation de ce liquide se fait donc pleinement.• Dans le cas (b) la colonne de liquide est immergée jusqu'à la graduation n, dans l'enceinte de température inconnue. La partie de la colonne située entre n et h est en contactavec la température ambiante. Le volume
correspondant à une graduation est noté v. nTempérature
ambiante tTempérature
mesurée x hLe volume à la température ambiante est : V = (h-n)!vCe volume est à la température ambiante, donc il en résulte un défaut de dilatation de :
dV = V!!"(x-t) = (h-n)!v"!!(x-t) La correction à apporter est donc : dh = dV/v = (h-n)!!"(x-t) essayera, dans la mesure du possible, de positionner au mieux le thermomètre (cas a ou c ).2.3. Thermomètres à dilatation de gaz2.3.1. Rappel
L'équation d'un gaz parfait est : PV = nRTavec :• n : Nombre de moles ;• R = 8,31 J.mol
-1 .K -1 ;• T : Température en K ;• P : Pression en Pa. absolue :P = RT/V, avec un rapport R/V constant.2.3.2. PrincipeSousuneformeschématisée,unthermomètreàgazestcomposéd'unesonde(A),formantuneenveloppedanslaquelleestenfermélegazthermométrique.Cettesondeestreliéeparuntubecapillairederaccordementàl'extrémité(B)d'untubedeBourdon,appeléespiraledemesure.Cetteextrémitéestfixe.Lalongueurdutubederaccordementnedoitpas
excéder 100 mètres.CIRA-InstrumentationCapteurs de température
page 625Figure 4{ Colonne emergente
2.3 Thermometres a dilatation de gaz
2.3.1 Rappel
L'equation d'un gaz parfait est :PV=nR, avec :
-n: Nombre de moles; -R= 8;31J:mol1:K1; -: Temperature en K; -P: Pression en Pa.On voit donc que, si l'on enferme une certaine quantite de gaz dans une enveloppe de volume constant V,
la pression developpee par le gaz est proportionnelle a la temperature absolue : P=RT/V, avec le rapport
R/V constant.
2.3.2 Principe
Sous une forme schematisee, un thermometre a gaz est compose d'une sonde (A), formant une enveloppedans laquelle est enferme le gaz thermometrique (g. 5). Cette sonde est reliee par un tube capillaire de
raccordement a l'extremite (B) d'un tube de Bourdon, appelee spirale de mesure. Cette extremite est xe.
La longueur du tube de raccordement ne doit pas exceder 100 metres. Sous l'eet de la temperature dumilieu dans lequel la sonde est placee, la pression du gaz va varier, ce qui modiera l'equilibre de l'extremite
libre du tube de Bourdon. Cette variation de pression se traduira par un mouvement de rotation de l'index
indicateur qui se deplacera devant un cadran portant des graduations thermometriques. Les gaz le plus souvent employes sont fournis tableau 2.Remarques :
La temp eraturecritiq ue,c'est la temp eraturemaximale alaquelle un gaz ou une v apeurp eut^ etre liquee par variation de pression uniquement. La di erencede hauteur en trela sonde sensible et la spirale de mesure est sans eet, puisque la masse du gaz est negligeable.7 Instrumentation CIRA Mesures de temperaturesCalculez la mesure réelle dans le cas suivant : h = 200 °C, n = 40 °C, t = 20 °C, a = 1,6 10 -4 (204,729 °C)En réalité, la partie émergée n'est pas à la température ambiante. Dans la pratique on prend les 7/10 de la cor-
rection calculée. Cette correction n'étant pas très précise, mieux vaut, dans la mesure du possible, positionner au
mieux le thermomètre (cas a et c ).2.3.Thermomètres à dilatation de gaz
2.3.1.Rappels
L'équation d'un gaz parfait est :
PV = nRT
-n : Nombre de moles ; -R = 8,31 J.mol -1 .K -1 -T : Température en K ; -P : Pression en P.On voit donc que, si l'on enferme une certaine quantité de gaz dans une enveloppe de volume constant V, la
pression développée par le gaz est proportionnelle à la température absolue : P= R V !TLe rapport R/V étant constant.
2.3.2.Principe
Sous une forme schématisée, un thermomètre à gaz est composé d'une sonde A, formant une enveloppe dans
laquelle est enfermé le gaz thermométrique. Cette sonde est reliée par un tube de raccordement de faible section
à l'extrémité B d'un tube de Bourdon, appelé spirale de mesure. Cette extrémité B est fixe. La longueur du tube
de raccordement ne doit pas excéder 100 mètres. pÉlément sensibleCapillaireTube de BourdonABSous l'effet de la température du milieu dans lequel la sonde est placée, la pression du gaz va varier, ce qui mo-
difiera l'équilibre de l'extrémité libre du tube de Bourdon. Cette variation de pression se traduira par un mouve-
ment de rotation de l'index indicateur qui se déplacera devant un cadran portant des graduations thermométri-
ques.Les gaz les plus employés sont :
GazTempérature critique
l'hélium-267,8 °Cquotesdbs_dbs30.pdfusesText_36[PDF] echelle 1/200 conversion
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