Introduction aux capteurs

intelligents

Master 1 EEA – Capteurs Intelligents et Micro-nanotechnologies

Didier Rouxel
Université de Lorraine
2018-2019
Bibliographie : I. Ventrillard, UJF Grenoble
Partie IV

Exemples
industriels
 IV.1 DGT-EDF

Capteurs utilisés pour l’auscultation

des ouvrages de génie civil
- Aéroréfrigérants -
- Bâtiments réacteurs -
- Barrages -
Présentation de
l’entreprise
 Présentation de l’entreprise

Créée en 1946, la Division Technique Générale est une unité de la DPIH spécialisée dans
les activités de mesure et d’expertise.

680 personnes
sur cinq sites

Une direction basée

à Grenoble
Présentation de
l’entreprise
Activités du Les activités principales du service DMM concernent
service le développement, la qualification et le maintien en
conditions opérationnelles d’outils (matériels et
méthodologiques) destinés à la surveillance des grands
ouvrages de génie civil, à la surveillance et aux
prévisions hydrométéorologiques ainsi qu’aux paramètres
environnementaux.
DMM est un service complémentaire aux services
opérationnels du Département surveillance de la DTG. Il
contribue à l’évolution et au maintien des matériels et des
méthodes pour les services CHA, CHPMC (Centre
Hydrométéorologique Alpes et Pyrénées Massif Central),
ENV (Environnement aquatique), CRA CP, CRA GR
(Centre Régional d’Auscultation de Centre Pyrénées et de
Grenoble) et CEAN (Centre d’Étanchéité et d’Auscultation
Nucléaire).
Phénomènes mesurés

Température du béton

Contrainte dans le béton

Déplacement horizontaux et verticaux du génie civil

Niveau piézométrique

Débit de fuite
Caractéristiques essentielles des capteurs

Précision pour répondre aux exigences métiers

Fiabilité dans le temps (pas de dérive)
Répétabilité
Robustesse
Conditionnement et signal de sortie
Facilité d’installation et de maintenance

Une qualification des capteurs est nécessaire pour

garantir ces caractéristiques.
Qualification des capteurs
Vérifier les incertitudes de mesures annoncées par le constructeur

Vérifier la réponse du capteur dans sa gamme (linéarité)

Vérifier la réponse du capteur pour une situation donnée (répétabilité)

Vérifier la dérive en fonction de la température

Vérifier la dérive après un cycle de vieillissement

Estimer l’incertitude globale de la chaine de mesure

Mise en situation sur site

Préparer le contrôle métrologique du dispositif sur site

Les capteurs de déplacement horizontaux et
verticaux
Télépendule

fil

TPV

télépendule

Bac
amortisseur
Les capteurs de déplacement horizontaux et
verticaux
Distancemètre Laser
Les capteurs de déplacement horizontaux et
verticaux
fissuromètre LVDT
Un LVDT (Linear Variable Differential Transformer) est un
transformateur qui fournit une tension proportionnelle au
déplacement d’un noyau ferromagnétique (équipage mobile).
Le noyau coulisse à l’intérieur de bobines qui génère des tensions VA
et VB dans chaque bobinage secondaire dont les amplitudes
dépendent de la position de celui-ci.
Incertitude de mesure: 20 µm
Les capteurs de déplacement horizontaux et
verticaux
Déplacement base longue
Les capteurs de températures
Sonde platine (PT100) thermocouple
Les capteurs de niveau piézométrique
sonde lumineuse
Les capteurs de niveau piézométrique
piézomètre à corde vibrante
Les capteurs de niveau piézométrique
capteur de pression piézorésistif
Les capteurs de contrainte
jauges de contrainte à corde vibrante
 Les capteurs de niveau pour la mesure du débit de
fuite

Pour cette de plaque déversante en vé la relation entre le

débit Q et la hauteur de la lame d’eau h est du type :
Q = 0,00037(h+3)2,5
La mesure du débit se résume à une mesure de hauteur
d’eau
Les capteurs de niveau pour la mesure du débit de
fuite Mesure au contact
Capteur de pression immergeable installé au fond du canal
Capteur magnétostrictif à flotteur
Les capteurs de niveau pour la mesure du débit de
fuite Mesure sans contact (tirant d’air)
Capteur a ultrason
Capteur radar
Capteur laser
Les capteurs de niveau pour la mesure du débit de
fuite Étude de faisabilité (projet alternant)
Utilisation d’un capteur laser
Les capteurs de niveau pour la mesure du débit de
fuite Étude de faisabilité
Analyse d’une image vidéo
 Capteurs innovants : les capteurs à fibre
optique
Principe : analyse de la lumière rétrodiffusée lorsqu’on envoie un rayon
laser dans une fibre optique
Effet RAMAM sensible à la température du milieu
Effet BRILLOUIN sensible à la température et la déformation du milieu
Les interrogateurs optoélectroniques disponibles sur le marché
actuellement permettent d’obtenir une mesure de température et de
déformation tous les mètres, avec une portée allant jusqu’à 20 km
IV.2 AIR LIQUIDE

MESURE DE NIVEAU appliquée à la CRYOGENIE

Frederic.ribas@airliquide@airliquide.com
 MESURES DE NIVEAU CONTINU

■ Différents types de mesure de niveau:

Electrique :
■ Résistivité
■ Capacité

Mécanique :
■ Pression
■ Force (Archimède)

Ondulatoire :
■ Acoustique
■ Electromagnètique

Cryogenic Bases
 MESURES DE NIVEAU

■ Sondes supraconductrices :

Fonction :
Mesurer un niveau dans un bain d’hélium liquide.

Plage de mesure : 0 – 2 m

Précision : ± 2% de l’EM.

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU CONTINU

Principe de la mesure : Résistance d’amorçage

Fil supraconducteur I alimentation

Une variation de niveau se

traduit par une variation de
la résistance électrique du
fil supraconducteur
R fil supra > 0 Ω Gaz
GENERATEU
R COURANT

Umesure
R fil supra = 0 Ω

Liquide

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU CONTINU

Etalonnage :
Dans un bain d’hélium liquide :
La référence de niveau (ou l’étalon) peut être réalisée à l’aide de
plusieurs capteurs de niveau ponctuel
Ou visuellement à l’aide de repères physiques dans un cryostat
transparent.

Source d’erreur :
■ Précision générateur de courant
■ Incertitude de mesure (voltmètre)
■ Gradient de température du ciel gazeux différent des conditions
d’étalonnage (R du fil supra = fct de T).

Cryogenic Bases
 MESURES DE NIVEAU CONTINU

■ Sondes capacitives :

Fonction :
Mesurer la hauteur d’un fluide non conducteur (électriquement ).
La mesure de niveau par sonde capacitive (plane ou cylindrique)
est une mesure continue, adaptée pour la mesure de niveau des
réservoirs cryogéniques.

Plage de mesure : 0 – plusieurs mètres

Précision : ± 2% de l’EM.

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU CONTINU

Principe de mesure :

La mesure de capacité est utilisée pour estimer la constante

diélectrique d’un liquide ou d’un gaz présent entre les électrodes d’un
condensateur plan ou cylindrique. La connaissance de cette
constante diélectrique permet de mesurer la hauteur de liquide (ainsi
que la masse volumique ρ).

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU CONTINU

Principe de mesure :
S.ε 0 .ε r
Géométrie planaire: C=
e
Avec :
C : Capacité du condensateur en pF
1000
ε0 : permittivité du vide ε0 = =8.84194 pF/m
36.π

εr : permittivité relative du milieu entre les électrodes

S : Surface des électrodes en m2
e : distance entre les deux électrodes en m

Le comportement de Cmes en fonction de la hauteur de liquide est linéaire.

En mesurant la capacité du condensateur lorsque la jauge est vide et pleine on
en déduit la fonction affine Cmes = a.H + b où H est la hauteur de liquide à
estimer, b est la capacité mesurée lorsque le réservoir est vide et a est le
rapport [Cmes, réservoir plein - Cmes, réservoir vide] / Hmaximale.

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU CONTINU

Principe de mesure : Electrode interne

Géométrie cylindrique: hPTFE Electrode externe

C = 2.π.ε 0.ε r
L Cb
 De
ln 
 Di 
Avec :
C : Capacité du condensateur en pF
ε0 : permittivité du vide ε 0= 1000 = 8.84194 pF/m Ca
36.π L
εr
εr : permittivité relative du milieu entre les
électrodes
L : longueur des électrodes en mètre
De : diamètre intérieur de l’électrode externe Cb

Di : diamètre extérieur de l’électrode interne hPTFE

Di
Embout téflon
De

Schéma du condensateur Représentation électrique

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU CONTINU

Etalonnage :
En deux points :
• Mesure de la capacité lorsque la jauge est vide
• Mesure de la capacité lorsque la jauge est immergée dans leliquide.
Ou en un point sonde immergée dans un fluide dont la constante diélectrique est connue:

ε r
=
Cpleine
Cvide

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU CONTINU

Source d’erreur :
■ Incertitude de mesure (électronique de conditionnement, capacimètre…)
■ Capacité parasite (câbles de mesure, connecteurs, effet de bord)
■ Incertitude géométrique de fabrication du condensateur
■ Gradient de température du fluide.

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU PONCTUEL

Sonde ponctuel de niveau :

Fonction :
La mesure de niveau par sondes ponctuels est basée sur une
détection de l’interface liquide/gaz du bain d’ergol par l’utilisation
d’une sonde à résistance de platine ou carbone (dépend du fluide).

Plage de mesure : Tout ou rien (Liquide / Gaz)

Précision :
La précision de ce type de mesure est directement liée à la
connaissance de sa position dans le réservoir mais également à la
taille de l’élément sensible. Il est possible d’atteindre une précision
absolue de ± 2mm.

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU PONCTUEL

Principe de mesure :
Basée sur la différence d’échange thermique entre la sonde
et le liquide ou le gaz.

1) Détection dans l’hélium liquide (sonde carbone) :

Le conditionnement est fondé sur un système électronique qui enregistre
la variation de puissance nécessaire à maintenir la résistance à une valeur
constante. La puissance dissipée dans le capteur par effet Joule dépend
de l ’environnement fluide à cause de la différence d ’échange thermique
entre le gaz et le liquide.
L ’électronique indique la présence de liquide lorsque la puissance
mesurée dépasse un certain seuil.

Cryogenic Bases
MESURES DE NIVEAU PONCTUEL

Principe de mesure :
2) Détection dans l’hydrogène, l’azote ou l’oxygène
liquide :
Lorsque la sonde de niveau est immergée
résistance de 10 Ohmdanspassele donc
liquide,
d’unesavaleur
température
faible (doncPt 200
sa
résistance)
(de l’ordre de 0,5V) à une chute
valeur plus fortement.
élevée (1,5 à 2,5La tension
mesurée au borne de la
suivant le fluide cryogénique).
R = 10 Ω U
Matériel :
Pour réaliser une bonne détection, il est préférable d’utiliser une
sonde platine cylindrique céramique. Par expérience, des sondes
Pt200 ont une bonne sensibilité mais des sondes Pt100
fonctionnent également.
Préconisation de montage :
La sonde doit être placée parallèlement à la surface libre du bain.
Sa position (relative ou absolue) doit être connue avec précision.
Cryogenic Bases
Cryogenic Bases
BASICS OF CRYOGENIC DESIGN (8):
Low temperatures measurements: from 1
to 100 K

F. Ribas
Outline

Introduction

Temperature scales

Measurements terminology

Different kinds of thermometers

Cryogenic Bases
Outline

Introduction

Temperature scales

Measurements terminology

Different kinds of thermometers

Cryogenic Bases
Outline

Introduction

Temperature scales

Measurements terminology

Different kinds of thermometers

Cryogenic Bases
1990’s International temperature scale (EIT90)

■ INTERPOLATION DEVICES:

From 0.65 K to 5K
■3He or 4He vapour equilibrium pressure

From 3.0 K to 25K

■ Helium gas thermometer: interpolation formulas set between 3 conventional points

From 14K to 962K

■ Platinium resistance thermometers: interpolation formulas set between
conventional points

Cryogenic Bases
Terminology related to measurements

■ Sensibility
Sensor response slope

■ Accuracy
Thermometer’s approximation of the absolute thermodynamical
temperature.

Cryogenic Bases
Terminology related to mesurements

■ Sensibility
Sensor response slope
■ Accuracy
Thermometer’s approximation of the absolute
thermodynamical temperature.
■ Fidelity
Recorded variation when the same experiment
is done many times
with the best laboratory techniques.

Cryogenic Bases
Terminology related to measurements

■ Sensibility
Sensor response slope
■ Accuracy
Thermometer’s approximation of the absolute
thermodynamical temperature.
■ Fidelity
Recorded variation when the same experiment is
done many times
with the best laboratory techniques.
Response time: time needed by the sensor
the show any sharp change in the temperature

Cryogenic Bases
Outline

Introduction

Temperature scales

Measurements terminology

Different kinds of thermometers

Cryogenic Bases
Thermometers that can be used at low temperatures
■ Thermometers can be classified into five different groups :
Gas thermometers
Vapour equilibrium thermometers
Resistance thermometers :
■ With metal resistance
■ With non metal resistance (carbon, germanium, ect)
■ Semi-conductors
■ Thermoelectric couples
■ Miscellaneous thermometers

Cryogenic Bases
Gas thermometer
■ Principle :

A change in a gas temperature creates a change in its volume or in its weight.

■ Temperature range : from 2 to 273 K

1 dP
■ Sensibility : = 3,7.10−3 / K
P0 dT

■ Fidelity :10-2 to 10-3 K

■ Accuracy : 10-1 to 10-2 K

■ Response time :0,1 to 100 s

Cryogenic Bases
Gas thermometer
■ Measurement errors reasons :

Flaws of the gas

Tank’s thermal expansion

Inside of the tank pressure influence

Useless volume

Gas adsorbed by the tank sides

Thermomolecular or thermal sweating effect

Cryogenic Bases
Equilibrium pressure thermometer
■ Principle :
A change in a liquid’s temperature changes the equilibrium pressure (in a
bulb containing a liquid and its vapour)
■ Temperature range : O2 from 54 to 155K
N2 from 63 to 123 K
H2 from 14 to 33 K
He from 0,3 to 5,2 K
■ Sensibility :
10,5 kPa/K for O2
dP 12 kPa/K for N2
= 30 kPa/K for H2
dT 95 and107 kPa/K for 4H2 and 3H2

Cryogenic Bases
Cryogenic Bases
Cryogenic Bases
Equilibrium pressure thermometer

■ Fidelity :from 10-2 to 10-3 kPa/K for O2, N2 and H2

from 10-3 to 10-4 kPa/K for He

■ Accuracy : 2.10-2 K to 2.10-3 K for He

■ Response time : from 0,1 to 100 s

Cryogenic Bases
Equilibrium pressure thermometer
■ Measurement errors reasons :

Impurities in the gas used

Non isothermal liquid

Liquid inside the thermometer at a

temperature different from the external
environment.

Cryogenic Bases
Platinum resistance thermometer
■ Principle :

A change in a conductive compound’s temperature

creates a change in its electric resistance

■ Temperature range :from 14 to 1235 K

1 dR
■ Sensibility : R0 dT
= from 3.10-4 to 4.10-3 K-1
■ Fidelity :10-2 K
■ Accuracy : from 10-2 to 10-4 K
■ Response time: from 0,1 to 10 s

Cryogenic Bases
Platinum resistance thermometer

■ Reference thermometer :

Platinum purity criteria :

R100
≥1.3925
R0
R100 and R0 are the resistances of platinum measured at 100 an 0°C.

A thermometer can be used as a reference instrument if the values it

measures gives:
R gallium melting point (302.9146 K)
≥1.11807
R water triple point (273.16 K)
R mercury triple point (234.3156 K)
≥ 0.844235
R water triple point (273.16 K)

Cryogenic Bases
Platinum resistance thermometer
■ Industrial thermometers :

The EN60751 norm defines :

■ The 0 °C R0 resistance : 100 Ω.
■ The relation 1,3850 (different from reference thermometers: 1,3925).
■ The following formula, valid from -200 to 850°C :
R(T °C) = R0 [1 + A.T + B.T2 + C.T3 ( T-100 )]

with : A = 3.9083 10-3 °C-1

- B = -5.775 10-7 °C-2
- C = -4.183 10-12 °C-4 from -200 to 0 °C
- C = 0 de 0 à 850 °C

Cryogenic Bases
Platinum resistance thermometer
Acceptable gaps between the thermometer resistance and the
standard law R = f(T).
5,0 1,4

4,5
1,2
4,0

1,0
3,5
Classe B (ohm)
3,0

GAP (Ohm)
GAP ( °C)

Classe B (°C) 0,8

2,5
0,6
2,0
Classe A (ohm)
1,5 0,4

1,0 Classe A (°C)

0,2
0,5

0,0 0,0
-200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800
TEMPERATURE (°C)

Cryogenic Bases
Platinum resistance thermometer

■ Measurement errors reasons :

■ Mistakes caused by pressure

■ Strains created by heat
■ Thermal errors :
- Thermal leaks.
- Self heating.
- Response time dynamic error.
■ Electrical errors

Cryogenic Bases
Other thermometers with metal resistances (the CLTS case)

■ Principle :
A change in the temperature of a conductive compound modifies its
electrical resistance
■ Temperature range : from 4 to 300 K
■ Sensibility : 0,2391 Ω/K

Cryogenic Bases
Other thermometers with metal resistances (the CLTS case)

■ Principle :
A change in the temperature of a conductive compound modifies its
electrical resistance

■ Temperature range :from 4 to 300 K

dR
■ Sensibility : = 0.2391Ω /K
dT

■ Fidelity :10-1K

■ Accuracy :10-2 K

■ Advantages : Linear up to 4K

Cryogenic Bases
 Carbon resistance thermometer
■Principle :
A change in a non metal compound’s temperature creates a change in its
electrical resistance.
■Temperature range : from 1 to 325 K
ln R = A (lnT)2 + B ln T + C
■ Sensibility : 1 dR from 103 to 10-2 K-1
=
R dT
1000000 10000000

Carbone-verre (1000ohm) 1000000 Germanium Carbone-verre (1000ohm)

100000
Germanium 100000
10000
R é s is tanc e (en ohm)

10000

dR/dT (en ohm/K)

1000 1000
Carbone (100ohm)
100 100

10
10
Carbone (100ohm)
1
1 Pt100
0.1
Pt100
0.1 0.01
0.01 0.1 1 10 100 1000 0.01 0.1 1 10 100 1000
25 04/04/2012 Cryogenic Bases
Température (enK) Air Liquide, world leader in gases for industry, health and the environment
Température (enK)
 Carbon resistance thermometer

■ Principle :
A change in a non metal compound’s temperature creates a change in its
electrical resistance

■ Temperature range :from 1 to 325 K

1 dR from 103 to 10-2 K-1
■ Sensibility : R dT
=

■ Fidelity :10-1to 10-2 K

■ Accuracy :10-2 to 10-3 K

■ Response time :1 à 1,5 s

■ Advantages : Cheap and small with a low magnetoresistance

Cryogenic Bases
 Carbon resistance thermometer

■ Drawbacks :
Relatively high inaccuracy. The sensors are not interchangeable without
calibration.
Higher stability for CV :
Reproducibility :
≈ 0,5 mK at 4,2 K
≈ 10 mK at 20 K
≈ 60 mK at 77 K
Carbon resistances non protected by a capsule can be damaged by
damp.
Pressure caused error : ∆R ≈ - 2.10-9 (P-P )
0
■ For example, for a 120 Ω resistance:
R
- ∆T ≈ 0,13 K at 4,2 K
- ∆T ≈ 20 K at 300 K for a 30.105 Pa pressure.

Cryogenic Bases
 Germanium Resistance Thermometer
■ Principle :
A change in a non metal compound’s temperature creates a change in its
electrical resistance.
■ Temperature range : from 10 mK to 100 K
1 dR
■ Sensibility : = from 102 to 10-2 K-1
R dT

1000000 10000000

Carbone-verre (1000ohm) 1000000 Germanium Carbone-verre (1000ohm)

100000
Germanium 100000
10000
R é s is tanc e (en ohm)

10000

dR/dT (en ohm/K)

1000 1000
Carbone (100ohm)
100 100

10
10
Carbone (100ohm)
1
1 Pt100
0.1
Pt100
0.1 0.01
0.01 0.1 1 10 100 1000 0.01 0.1 1 10 100 1000
28 04/04/2012 Cryogenic Bases
Température (enK) Air Liquide, world leader in gases for industry, health and the environment
Température (enK)
Germanium Resistance Thermometer
■Principle :
A change in a non metal compound’s temperature creates a change in
its electrical resistance.

■Temperature range : from 10 mK to 100 K

■Sensibility : 1 dR from 102 to10-2 K-1

=
R dT

■Fidelity : 10-3 K

■Accuracy : between 10-2 and10-3 K

■Response time: from 0,2 to 3 s

Cryogenic Bases
Germanium Resistance Thermometer

■Advantages :
High sensibility
High accuracy
High reproducibility
Small

■Drawbacks :
Fragile
High magnetoresistance
Complicated set-up: very
piezoelectric sensor
non interchangeable

Cryogenic Bases
 Si and As-Ga diodes thermometers
■ Principle :
A change in a non metal compound’s temperature creates a change in its
electrical resistance
■ Temperature range : from 1,4 to 400 K

31 04/04/2012 Cryogenic Bases Air Liquide, world leader in gases for industry, health and the environment
Si and As-Ga diodes thermometers
■ Principle :
A change in a non metal compound’s temperature creates a change in its
electrical resistance
■ Temperature range : from 1,4 to 400 K
■ Sensibility : Si diode: 38 to 2 mV/K
AS-Ga diode: 200 to 2 mV/K

Cryogenic Bases
Si and As-Ga diodes thermometers
■ Principle :
A change in a non metal compound’s temperature creates a change in its
electrical resistance

■ Temperature range : from 1,4 to 400 K

■ Sensibility : Si diode: from 38 to 2 mV/K

AS-Ga diode: from 200 to 2 mV/K

■ Fidelity : from 10-2 to 10-3 K

■ Accuracy : from 10-2 to 10-3 K

■ Response time : from 10-2 to 2.10-1 s

Cryogenic Bases
Si and As-Ga diodes thermometres
■ Advantages :
Comfortable outlet signal
Interchangeability : from ± 0,25 K to ± 1 K for the Si diodes between 2 and
100 K
Small
Good reproducibility
■ Drawbacks :
No formulas valid on all the temperature scale exists
These sensors are very sensitive to magnetic fields

Cryogenic Bases
Errors caused by a magnetic field
Sensor type Temperature Error on temperature ∆T/T(%)
K < 2.5 T <8T < 14 T
4.2 <0.05 1 3
Thermistance 10 <0.05 0.3 1
60 <0.05 0.1 0.3
Carbon resistance
R < 10 Ω 1 2à4 6 à 15 9 à 25
4.2 1à5 5 à 20 10 à 35
47 Ω < R < 220 Ω 4.2 <1 5 10
20 <1 1 2
4.2 0.5 3 6
Carbon - glass 10 0.2 1 3
>77 <0.1 <0.5 <1.5
2 8 60
4.2 5 à 20 30 à 55 > 60
Germanium
10 4 à 15 25 à 60 > 50
70 3 à 10 15 à 30 25 à 50
Diodes :
4.2 2à3 30 à 50 > 100
AsGa 10 1.5 à 2 25 à 40 > 75
40 0.2 à 0.3 4à6 15 à 30
80 0.1 à 0.2 0.5 à 1 2à5
4.2 75  
Si 10 20 30 50
77 0.2 0.5 0.5
CERNOX 4.2 0.1 -0.15 -0.85
20 0.04 0.02 -0.16
77 à 300 0.003 0.022 0.062

Cryogenic Bases
Cernox thermometer

■ Principle: A change in temperature changes the resistance of the

sensor
■ Temperature range: 100 mK – 420 K
■ Sensibility: depends a lot of which kind of temperature your sensor is
designed to work with. Dimensionless sensitivity: around 1 Ω/K
■ Accuracy: 5 mK at 1.4 K; 65mK at 400K
■ Response time: 1.5 ms - 50 ms
■ Advantages:
Excellent resistance to ionizing radiations
Low magnetic field induced errors
■ Drawbacks:
Must be calibrated

Cryogenic Bases
Thermoelectrical couples
■ Principle :
A change in the temperature of a circuit with two different conductive
compounds creates an electromotive force. This is true only if the change
occurs between the welds made with the two compounds.
■ Temperature range :
N, T, K, E types: from 4K to 1645 K
J Type : from 63 to 1473 K
or+0.03% at Fe - Chromel :4 to 300 K
or+0.03% at Fe - Cuivre :4 à 200 K
■ Sensibility :
N, T, K, E Types : 2 µV/K to 81 µV/K
J Type : 19 µV/K to 65 µV/K
or+0.03% at Fe - Chromel : 12 µV/K to 20 µV/K
or+0.03% at Fe - Cuivre : 12 µV/K to 1 µV/K

Cryogenic Bases
Thermoelectrical couples
■ Fidelity : from 10-1 to 10-2 K

■ Accuracy: 10-1 K

■ Response time :1 to10-4 s

■ Advantages :
Simple device, small with low thermal inertia
Interchangeability
Localized and differential measurements

■ Drawbacks :
Low accuracy
Weak signal

Cryogenic Bases
Miscellaneous thermometers

■ Magnetic susceptibility thermometer

■ Ultrasound thermometer

■ Capacitive thermometer

Cryogenic Bases
How to support a thermometer?

Cryogenic Bases
How to set up a thermometer on a tube?

Cryogenic Bases
Conclusion

■ Comment choisir un thermomètre :

Plage de mesure – Précision (de la chaine de mesure) –

Interchangeabilité

Géométrie – Encombrement – type de montage (en paroi, dans le

fluide…)

Conditionnement (Automate, conditionneur, mesure 3 ou 4 fils, fonction

de transfert T(R))

Standard ALAT

Cryogenic Bases