Qu’est-ce qu’une sonde thermométrique ?
Une sonde thermométrique est un capteur métallique qui fait partie intégrante d’un thermomètre. La température est mesurée en mettant la pointe de la sonde en contact avec la substance à mesurer (un liquide, par exemple).
Il existe plusieurs types de sondes thermométriques, les principales étant les sondes avec ou sans contact.
Les types “sans contact” comprennent les thermomètres à rayonnement, qui mesurent la température en fonction de la quantité de rayonnement infrarouge émise, et sont eux-mêmes divisés en types “thermiques” et “quantiques” en fonction de leur principe de mesure.
Les thermomètres à contact comprennent les thermistances, les thermomètres à résistance et les thermocouples, ainsi que les thermomètres à mercure et à alcool.
Utilisations des sondes thermométriques
Les sondes thermométriques sont généralement reliées au corps du thermomètre. Selon leur type, elles ont différentes plages de mesure, qui sont sélectionnées en fonction de l’application.
Les thermistances ont une plage de mesure étroite de -50°C à 300°C, tandis que les thermomètres à résistance ont une plage de mesure de -200°C à 800°C. Les thermocouples quant à eux, ont une plage de mesure plus large de -200°C à 2000°C.
La sonde ayant une forme allongée, elle peut être utilisée pour mesurer la température des produits liquides dans les usines alimentaires, ou pour mesurer la température interne de la viande congelée en la perçant, ce qui facilite le respect du contrôle de l’hygiène dans le cadre de l’HACCP.
Principe des sondes thermométriques
Le principe d’une sonde thermométrique dépend de son type. Les thermistances utilisent la propriété des semi-conducteurs selon laquelle leur valeur de résistance change de manière significative en réponse aux changements de température. La valeur de la résistance augmente à basse température et diminue à haute température, mais la caractéristique de changement entre la température et la résistance n’est pas linéaire. Bien qu’elle présente d’autres faiblesses, telles qu’une faible précision de mesure et une vulnérabilité aux chocs, elle présente l’avantage d’avoir une sensibilité environ 10 fois supérieure à celle des éléments résistifs en platine, et elle est largement utilisée dans les applications pratiques. Il existe deux types d’éléments sensibles à la température : le NTC et le PTC. Le NTC est utilisé pour mesurer la température, tandis que le PTC est utilisé pour les capteurs de température constante, etc.
Les métaux utilisés dans les thermomètres à résistance doivent notamment présenter une bonne linéarité entre la valeur de la résistance et la température, et le platine est le métal qui répond à cette exigence. Le platine est également plus stable et peut être utilisé dans une plage de température plus large, mais il présente des inconvénients tels qu’un coût élevé ainsi qu’une réponse thermique lente. La linéarité entre la résistance électrique du platine de haute pureté et la température est utilisée pour mesurer la température.
Les thermocouples utilisent l’effet Seebeck. Il s’agit d’un mécanisme par lequel, lorsque deux métaux sont réunis, une force thermoélectromotrice est générée en maintenant les deux points de jonction à des températures différentes. Il est relativement peu coûteux, a une réponse thermique rapide ainsi qu’une grande précision, et est en plus capable de mesurer des températures élevées. Les types de métaux utilisés comprennent les alliages nickel-chrome combinés aux alliages nickel-aluminium ainsi que les alliages platine-rhodium combinés au platine.