EX 5 : Mesure de température par thermocouple - B. Arros

BTS 2 INSTRUMENTATION EXERCICES CHAPITRE 4 pour DSTP****
EX 5 : Mesure de température par thermocouple Une mesure de température utilise un thermocouple T, couplé à un
transmetteur avec compensation de soudure froide. La plage de mesure est
[15°C ; 90°C]. On utilisera la table donnée dans le cours. 1. Représenter de façon précise la chaîne thermoélectrique, sachant qu'on
utilise ici des câbles de compensation.
Légender le schéma. 2. Déterminer les f.é.m d'étalonnage du transmetteur. 3. On mesure une f.é.m de 1,569 mV à la soudure froide. La température de
soudure froide est de 21 °C.
Déterminer la température mesurée et le signal 4-20 mA délivré par le
transmetteur. Réponse : 58,37°C. 4. La température relevée au bornier de tête de sonde est de 37°C.
a. Quelle f.é.m mesure-t-on - au bornier de tête de sonde (notée
E1) ?
- à la soudure froide (notée E2) ?
b. Lors d'une opération de maintenance, les câbles de compensation ont
été intervertis.
Quelle f.é.m mesure-t-on alors - au bornier de tête de sonde (notée
E1') ?
- à la soudure froide (notée E2') ? Réponse
: 0,253 mV
EX 6 (BTS 2003) : Mesure de température (documents en annexe) Le système étudié est une extrudeuse industrielle, utilisée pour fabriquer
des biscuits apéritifs (voir schéma ci-dessous).
Une vis sans fin tourne à l'intérieur d'un fourreau, entraînant et
mélangeant les matières brutes introduites dans une trémie. La matière
brute est chauffée durant le transport dans l'extrudeuse, pour être cuite
ou fondue. On contrôle sa température en diverses zones. En fin de
fourreau, une filière permet d'obtenir la forme désirée du produit. La température de travail varie de 120 °C à 150 °C suivant les zones, elle
est effectuée par thermocouple. Pour contrôler la température sur chaque
zone, sont installés une résistance chauffante et un système de
refroidissement à l'eau. 1. Justifier le choix du thermocouple J.
2. Déterminer l'erreur absolue maximum pouvant être commise par un
thermocouple J, classe de tolérance 2, autour de 150°C. 3. Pour une mesure à 150°C et une température ambiante de 20°C, déterminer
la f e m délivrée par le thermocouple J.
EX 6 CH4 (BTS 2003) suite Annexe : Données thermocouples TABLEAU 1 : GAMMES DE TEMPERATURES ET SENSIBILITES
|Type du |Gamme de |Sensibilité autour de |
|thermocouple |température |150°C |
|T |-40 à +350 °C |50.2 (V/°C |
|J |-40 à +750 °C |55.15 (V/°C |
|K |-40 à +1000 °C |40.3 (V/°C |
|S |0 à +1600 °C |7.95 (V/°C | TABLEAU 2 : CLASSES DE TOLERANCE DES THERMOCOUPLES J
|Thermocouple J |Tolérance classe1 |Tolérance classe2 |
|Gamme de |-40 à +375 °C |-40 à +333°C |
|température | | |
|Valeur de la |(1.5°C |(2.5°C |
|tolérance | | |
|Gamme de |375 à +750 °C |333 à +750 °C |
|température | | |
|Valeur de la |(0.004.t |(0.0075.t |
|tolérance | | | t représente la température en °C TABLEAU 3 : TABLE DES THERMOCOUPLES J EXTRAIT de la table des thermocouples J FEM en microvolts Jonction de référence à 0°C °C |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 | |0 |0 |50 |101 |151 |202 |253 |303 |354
|405 |456 | |10 |507 |558 |609 |660 |711 |762 |813 |865 |916 |967 | |20
|1019 |1070 |1122 |1174 |1225 |1277 |1329 |1381 |1432 |1484 | |30 |1536
|1588 |1640 |1693 |1745 |1797 |1849 |1901 |1954 |2006 | |40 |2058 |2111
|2163 |2216 |2268 |2321 |2374 |2426 |2479 |2532 | |50 |2585 |2638 |2691
|2743 |2796 |2849 |2902 |2956 |3009 |3062 | |60 |3115 |3168 |3221 |3275
|3328 |3381 |3435 |3488 |3542 |3595 | |70 |3649 |3702 |3756 |3809 |3863
|3917 |3971 |4024 |4078 |4132 | |80 |4186 |4239 |4293 |4347 |4401 |4455
|4509 |4563 |4617 |4671 | |90 |4725 |4780 |4834 |4888 |4942 |4996 |5050
|5105 |5159 |5213 | |100 |5268 |5322 |5376 |5431 |5485 |5540 |5594 |5649
|5703 |5758 | |110 |5812 |5867 |5921 |5976 |6031 |6085 |6140 |6195 |6249
|6304 | |120 |6359 |6414 |6468 |6523 |6578 |6633 |6688 |6742 |6797 |6852 |
|130 |6907 |6962 |7017 |7072 |7127 |7182 |7237 |7292 |7347 |7402 | |140
|7457 |7512 |7567 |7622 |7677 |7732 |7787 |7843 |7898 |7953 | |150 |8008
|8063 |8118 |8174 |8229 |8284 |8339 |8394 |8450 |8505 | |160 |8560 |8616
|8671 |8726 |8781 |8837 |8892 |8947 |9003 |9058 | |170 |9113 |9169 |9224
|9279 |9335 |9390 |9446 |9501 |9556 |9612 | |180 |9667 |9723 |9778 |9834
|9889 |9944 |10000 |10055 |10111 |10166 | |190 |10222 |10277 |10333 |10388
|10444 |10499 |10555 |10610 |10666 |10721 | |200 |10777 |10832 |10888
|10943 |10999 |11054 |11110 |11165 |11221 |11276 | |
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Détail d'une zone : Vis sans fin Circulation de l'eau de refroidissement Thermocouple J Collier chauffant Réducteur Trémie Moteur Filière Déplacement matière Zone 1 Fourreau Zone 2 Vis sans fin