Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 17, Numéro 4, avril 1982
Page(s) 163 - 175
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01982001704016300
Rev. Phys. Appl. (Paris) 17, 163-175 (1982)
DOI: 10.1051/rphysap:01982001704016300

Mesure des températures de surface par contacts séparés

A. Gery, A. Degiovanni, D. Petit et J. Dard

Laboratoire de Physique Industrielle, INSA de Lyon, 69621 Villeurbanne Cedex, France


Abstract
When thermocouples elements are individually pressed on a surface the temperature field is modified. An error coefficient is defined In steady state conditions, experimental investigations are done for conducting and insulating thick materials. A theoretical analysis of the heat transfer process shows thermal resistances, essentially those corresponding to the macro- and microconstriction of the heat flow near the surface. Experimental and theoretical results are similar. For thin substrate, the error coefficients are only computed from the theoretical modeL The error coefficient may be very high, up to 60 % for Bi2Te3 element, consequently care should be taken when choosing the thermocouple configuration. In transient state delays are determined by comparing experimental measurement and temperature response resulting from a new modeL Short delay times are observed (60 μs). This study shows the advantages of using thermocouples elements in contact separately with the surface.


Résumé
Les perturbations du champ de température apportées par la présence de couples appuyés sur une surface sont analysées. Un coefficient d'erreur est défini En régime permanent, des mesures sont effectuées pour des milieux épais conducteurs ou isolants, les résultats sont en bon accord avec ceux issus d'une modélisation mettant en évidence diverses résistances thermiques notamment celles correspondant aux macro- et microconstrictions des lignes de flux. Pour des milieux fins les coefficients d'erreur sont calculés à partir du modèle. Ils peuvent atteindre des valeurs élevées : jusqu'à 60 %, pour des thermoéléments semiconducteurs. Il y a donc lieu d'être vigilant lors du choix des détecteurs. En régime transitoire, des retards sont déterminés en comparant les réponses expérimentales des détecteurs et les prévisions issues d'un nouveau modèle lorsque la surface est soumise à un choc thermique. Ces retards sont faibles (60 μs). En conclusion cette étude fait apparaître l'intérêt des capteurs à contacts séparés.

PACS
0720D - Thermometry.
7230 - Sensing devices and transducers.
7320R - Thermal variables measurement.

Key words
measurement errors -- temperature measurement -- thermocouples -- thermocouple elements -- heat transfer -- thermal resistances -- delay times