N°3 - Les sondes de température passive - niv. 3 à 4

Le terme sonde désigne l’ensemble formé par un capteur (ou détecteur, ou élément sensible) et le boîtier qui l’abrite. Cette terminologie est en usage chez les fabricants de matériel de régulation, mais n’est pas universelle. Certains constructeurs de régulation industrielle désignent cet ensemble par le terme «capteur».

Le principe de mesure de température le plus courant consiste à employer un élément sensible passif, ainsi désigné parce qu’il s’agit d’une simple résistance électrique. Cet élément sensible est relié au régulateur qui comporte un circuit électronique capable d’interpréter la valeur de la résistance ohmique.

Dans un chapitre ultérieur, on envisagera les «sondes actives», ce sont des sondes qui délivrent un signal actif (tension ou courant) directement exploitable par le régulateur.

Les sondes passives se déclinent en deux catégories principales: les résistances métalliques d’une part, les thermistances d’autre part.

Une résistance métallique est un fil métallique fin, qui, comme tout métal, a la propriété de voir sa résistance électrique augmenter avec la température.
Voici une courbe montrant l’évolution de la résistance en ohms Ω) d’une résistance métallique en fonction de la température.

On s’aperçoit qu’effectivement, la résistance croît avec la température.

A 0 [°C], la résistance vaut donc 1000 [Ω].
C’est une caractéristique essentielle, qui sert à la désignation de l’élément.
On parle d’une sonde «Pt1000», ce qui signifie que l'élément sensible est en platine comme Pt) et qu’il présente une résistance de 1000 [Ω] à 0 [°C].

Ces éléments sensibles sont normalisés, de sorte qu’il est, sous certaines réserves que nous étudierons dans un autre dossier, possible de combiner sans problème des sondes de marques différentes.

Certains régulateurs, ou, plus fréquemment, certaines unités de traitement local (UTL) acceptent plusieurs types d’éléments sensibles, aussi bien à base de platine que de nickel. Il est utile de s’assurer de cette compatibilité dans le cadre d’une rénovation d’un parc d’automates, pour ne pas avoir à changer toutes les sondes.

Si l’élément sensible en lui-même est capable de mesurer des températures très différentes, l’étendue de la plage de mesure d’une sonde est restreinte par le constructeur, notamment en raison des limites de température que peut supporter le boîtier.

La variation ohmique de la résistance de la sonde en [Ω/K] est appelée sensibilité de la sonde.
Elle n’est évidemment pas toujours de 4 [Ω/K] comme déterminé dans les exercices précédents, cela dépend notamment du matériau constitutif de la résistance.