Pt100 ou thermocouple : quel capteur de température choisir ?
La Pt100 est plus exacte et plus stable, le thermocouple va plus haut en température et répond plus vite. Le choix dépend de la plage, de la tolérance visée et de l’environnement de mesure.
100 Ω
la résistance d’une sonde Pt100 à 0 °C.
± 0,15 °C
la tolérance à 0 °C d’une Pt100 de classe A selon l’IEC 60751.
± 1,5 °C
la tolérance minimale d’un thermocouple K de classe 1 selon l’IEC 60584-1.
Deux principes de mesure
La Pt100 est une résistance de platine. Elle vaut 100 Ω à 0 °C et sa résistance augmente avec la température, d’environ 0,385 Ω par degré.
Le thermocouple est une jonction de deux métaux différents. Il produit une tension de quelques dizaines de microvolts par degré, liée à l’écart de température entre ses deux extrémités.
Le thermocouple a donc besoin d’une compensation de soudure froide dans l’appareil. La Pt100 n’en a pas besoin.
Les critères de choix
| Critère | Pt100 | Thermocouple |
|---|---|---|
| Plage usuelle | −200 à +600 °C environ | Jusqu’à 1 200 °C environ pour le type K |
| Exactitude | Élevée | Moyenne |
| Stabilité dans le temps | Bonne | Dérive à haute température |
| Temps de réponse | Plus lent | Rapide, surtout en fil fin |
| Robustesse | Sensible aux chocs et vibrations | Robuste |
| Câblage | Cuivre, 2, 3 ou 4 fils | Câble d’extension ou de compensation |
Pour une étuve, un bain ou une chambre froide, la Pt100 est le choix courant. Pour un four, une flamme ou une mesure de surface rapide, le thermocouple s’impose.
Les classes de tolérance des Pt100
L’IEC 60751 définit quatre classes. La tolérance s’exprime par une formule où t est la température en degrés Celsius.
| Classe | Tolérance | À 0 °C | À 100 °C |
|---|---|---|---|
| AA | ± (0,1 + 0,0017 × t) | ± 0,10 °C | ± 0,27 °C |
| A | ± (0,15 + 0,002 × t) | ± 0,15 °C | ± 0,35 °C |
| B | ± (0,3 + 0,005 × t) | ± 0,30 °C | ± 0,80 °C |
Une classe C, plus large, existe aussi.
Le montage compte autant que la classe. En deux fils, la résistance du câble s’ajoute à la mesure. Le montage quatre fils l’élimine.
Les types de thermocouples
L’IEC 60584-1 définit les types et leurs tolérances. Trois types couvrent la plupart des besoins de laboratoire et d’atelier.
- Type K. Le plus répandu, pour les températures élevées. Classe 1 : ± 1,5 °C ou 0,4 % de la température.
- Type J. Courant sur les machines industrielles. Classe 1 : ± 1,5 °C ou 0,4 %.
- Type T. Adapté au froid et aux basses températures. Classe 1 : ± 0,5 °C ou 0,4 %.
La norme retient la plus grande des deux valeurs. En classe 2, un type K est donné à ± 2,5 °C ou 0,75 %.
Le câble doit correspondre au type du thermocouple, avec la bonne polarité. Un connecteur ou un câble inadapté crée une erreur de plusieurs degrés.
Vérifier la chaîne de mesure
La tolérance du capteur neuf ne dit rien de son état après deux ans d’usage. Une vérification périodique compare la sonde et son afficheur à un étalon.
Faites vérifier l’ensemble, sonde et appareil réunis, à des points qui encadrent vos températures d’usage.
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Article publié sur https://mimelec.com/guides/pt100-ou-thermocouple