La mesure de la température peut s’effectuer de différentes manières, selon la plage de mesure et l’utilisation prévue. Grossièrement, on peut différencier les éléments d’affichage qui indiquent directement une température et les capteurs qui convertissent une température en un signal électrique. Le tableau 7 illustre un aperçu de différents thermomètres et de leurs plages de mesure. Jusqu’au thermomètre à ressort, il s’agit de simples éléments d’affichage, les éléments suivants sont des capteurs.
Tableau 7: Plages de mesure de différents thermomètres
cf. Recknagel, H., Sprenger, E., Schramek, E. R. (2005), Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik, p. 281
7.3.1 Thermomètres à dilatation
Les thermomètres à dilatation reposent sur la dilatation de solides, de fluides ou de gaz avec la température.
L’exemple le plus connu est le thermomètre en verre au mercure qui (si l’on utilise du verre de quartz), possède une plage d’utilisation de –35 à 800 °C. D’autres exemples de thermomètres à dilatation sont le thermomètre à colonne capillaire, le thermomètre à pression de vapeur, le thermomètre à dilatation de métal, le thermomètre à tige et le thermomètre bimétallique [16].
7.3.2 Thermomètres à résistance électrique
Avec des fils métalliques simples, la résistance de conduction augmente de façon linéaire avec la température. Cette propriété est utilisée pour la mesure de la température.
Les dénominations des résistances de mesure se composent du métal utilisé et de la résistance nominale à 0 °C. Ainsi, l’une des résistances de mesure les plus courantes est une résistance de mesure en platine avec une résistance nominale de 100 Ω, appelée Pt 100.
Il existe cependant des résistances qui conduisent mieux le courant à mesure que la température augmente. Elles possèdent un coefficient de température négatif et sont ainsi appelées résistances NTC, thermistances ou thermistors. La variation de la résistance est nettement plus importante que dans le cas des résistances métalliques, de sorte que des mesures très précises sont possibles. Néanmoins, la résistance ne varie pas de manière linéaire avec la température, ce qui complique l’exploitation (Illustr. 22) [17].
Illustr. 22: Appareils modernes de mesure de la température et de l’humidité avec capteur NTC
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7.3.3 Thermocouples
Lorsque deux fils de différents métaux sont chauffés au niveau de leur point de contact et que les autres extrémités sont maintenues froides, cela génère une tension électrique appelée tension thermoélectrique. Elle augmente de façon quasiment linéaire avec la différence de température entre les extrémités froides et le point de contact chauffé et peut être mesurée à l’aide d’un voltmètre. Pour la plage de mesure sélectionnée, un thermocouple approprié doit être choisi. Les thermocouples présentant une large plage de mesure possèdent un vaste spectre d’applications, les thermocouples dotés d’une faible plage de mesure possèdent une précision plus élevée [18].
7.3.4 Thermomètres à rayonnement (thermomètres à infrarouge)
Un thermomètre à rayonnement permet de mesurer le rayonnement émis par une surface. Si le niveau d’émission de la surface est connu, la température de surface peut être mesurée sans contact.
Selon la plage de longueur d’onde mesurée, on différencie les thermomètres à rayonnement global, les thermomètres à rayonnement en bande et les thermomètres à rayonnement spectral (Illustr. 23) [19].
Illustr. 23: Thermomètre à infrarouge
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7.3.5 Thermomètres à globe
Les thermomètres à globe sont utilisés pour déterminer une température ambiante opérationnelle (ressentie). Ils se composent d’une sphère creuse noire mate, à l’intérieur de laquelle est mesurée la température. Celle-ci se situe entre la température de surface de la sphère et la température ambiante.
Les thermomètres à globe sont par exemple utilisés pour la mesure de la température ambiante de référence, dans le cadre de mesures de performance au niveau de plafonds refroidissants [20].