Brevet FR2674329A1 — publié le 19920925

i La présente invention concerne une jonction de réfé- rence destinée à une mesure par thermocouple, comprenant deux blocs à température de référence, reliés l'un à l'autre par conduction thermique mais avec interposition d'un diélectrique, chaque bloc étant destiné à un conduc- teur de thermocouple, chaque bloc ayant une surface de contact destinée à coopérer avec le conducteur de thermo- couple, et un dispositif de maintien des conducteurs de thermocouple, ou des contacts qui leur sont fixés, au con- tact des surfaces de contact des blocs respectifs à tempé- rature de référence. De manière générale connue, on utilise une jonction de référence avec des thermocouples, la jonction comportant deux blocs à température de référence ayant une uniformité de température aussi élevée que possible, la température des blocs étant aussi connue avec précision De cette manière, la température de la soudure chaude du thermo- couple peut être calculée par utilisation de la différence de potentiel entre les conducteurs du thermocouple et de la température précise des blocs à la température de réfé- rence Les jonctions de référence de ce type, destinées à la mesure par thermocouple, et le principe de la mesure réelle ont été décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 776 706 et la demande publiée de brevet britannique N O 2 187 051. La présente invention a pour objet de façon générale la réalisation d'une jonction optimale de référence desti- née à être utilisée dans une mesure par thermocouple. Ainsi, l'objet de la construction de la jonction de réfé- rence est la réalisation d'une jonction ayant une construc- tion thermique aussi bonne que possible et d'utilisation facile Au point de vue de la facilité de l'utilisation, la solution cherchée est destinée à convenir autant que pos- sible aux travaux de mesure et d'étalonnage rapides de thermocouples dans les conditions de laboratoire, à l'ate- lier et dans la nature Plus précisément, étant donné leurs propriétés de fixation et de séparation des conducteurs des thermocouples ou des contacts qui leur sont fixés, les solutions connues se sont révélées d'utilisation peu commode. Le problème précité peut être résolu par utilisation de la jonction de référence selon l'invention qui est caractérisée en ce que le dispositif destiné à maintenir les conducteurs de thermocouple au contact des surfaces de contact comprend un bloc unique de maintien en une seule pièce repoussé par des ressorts contre les surfaces de contact Lorsqu'un tel bloc de maintien en une seule pièce est utilisé, les deux conducteurs de thermocouple ou les contacts qui leur sont fixés peuvent être repoussés simul- tanément en position entre le bloc de maintien et les sur- faces de contact, mais la construction permet aussi l'uti- lisation d'un procédé d'application dans lequel les conduc- teurs de thermocouple sont logés individuellement entre le bloc de maintien et les surfaces de contact. Le bloc de maintien comporte de préférence une sur- face séparée de friction pour chaque conducteur de thermo- couple ou pour le contact qui lui est fixé Une telle sur- face séparée de friction formée de matière plastique, de caoutchouc, d'une céramique ou d'un métal, donne une bonne résistance à l'usure et assure simultanément le maintien du conducteur du thermocouple ou du contact qui lui est fixé en position entre le bloc de maintien et la surface de contact du conducteur. Lorsque la jonction de référence utilisée pour la mesure par thermocouple comprend un boîtier logeant les blocs à température de référence et ayant des ouvertures alignées sur les surfaces de contact des blocs à tempéra- ture de référence, pour l'entrée des conducteurs du thermo- couple ou des contacts qui leur sont fixés, il est avanta- geux que le bloc de maintien soit destiné à fermer les ouvertures d'entrée lorsqu'aucun conducteur de thermocouple n'est connecté à la jonction de référence De cette manière, les surfaces de jonction des blocs à température de référence ne peuvent pas se salir et les surfaces des blocs ne sont pas exposées aux courants d'air ou au rayon- nement thermique ou au froid, par les ouvertures d'entrée. D'autres caractéristiques et avantages de la jonc- tion de référence de mesure par thermocouple selon l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'une jonction de référence selon l'invention; la figure 2 est une vue de dessous de la jonction de référence de la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation latérale de la jonction de référence de la figure 1; la figure 4 est une coupe de la jonction de réfé- rence de la figure 1 suivant la ligne A-A de cette figure, et la figure 5 est une coupe de la jonction de réfé- rence de la figure 1, suivant la ligne B-B de la figure 3. La jonction de référence selon l'invention, repré- sentée sur les figures, comporte deux blocs 5 à température de référence raccordés l'un à l'autre afin qu'ils con- duisent la chaleur, mais avec interposition d'un diélec- trique Dans la jonction de référence selon l'invention, les blocs 5 ont été raccordés par une mince couche adhésive 7 qui donne une bonne conductibilité thermique entre les blocs Un espace diélectrique précis est obtenu par utili- sation d'étoffe ou de papier poreux non conducteur et iso- lant 8 De cette manière, les blocs 5 peuvent être rac- cordés d'une façon plus rapide et moins coûteuse que lors de l'utilisation des matériaux diélectriques et très con- ducteurs de la chaleur utilisés de manière classique, tels que le béryllium qui doit être soudé aux blocs à tempéra- ture de référence, par exemple à l'aide d'argent, ou par un joint serti et une feuille diélectrique isolante. Les blocs 5 à température de référence ont des sur- faces 4 contre lesquelles les conducteurs de thermocouple ou les contacts qui leur sont fixés doivent être repoussés afin qu'ils donnent un bon contact électrique et thermique. A cet effet, la jonction de référence comprend un bloc 1 de maintien ayant des surfaces séparées 2 de friction dans le tronçon du bloc de maintien qui est tourné vers les sur- faces de contact 4 Le bloc 1 de maintien est rappelé élas- tiquement contre les surfaces de contact 4 par des ressorts 6 Les surfaces 2 de friction du bloc de maintien peuvent être formées de matière plastique, de caoutchouc, d'une céramique ou d'un métal, en particulier pour l'obtention d'une meilleure résistance à l'usure En outre, ces sur- faces peuvent avoir des gorges ou peuvent être dépolies afin que le frottement à la jonction soit élevé, comme représenté sur la figure 4 Le cas échéant, un matériau de faible capacité thermique et/ou un matériau isolant de la chaleur peut être utilisé comme matériau pour la surface de friction 2 Le bloc de maintien lui-même peut être formé d'un matériau diélectrique tel qu'une matière plastique. Comme l'indique la figure 2, le bloc de maintien 1 a une surface séparée 2 de friction pour chacun des blocs 5 à température de référence Ainsi, ces surfaces de friction ne peuvent pas mettre en court-circuit les blocs 5 à tem- pérature de référence, bien que les surfaces de friction soient formées d'un matériau conducteur, dans la mesure o le bloc de maintien lui-même est formé d'un matériau diélectrique, tel qu'une matière plastique. Le bloc mobile 1 de maintien est poussé élasti- quement contre les surfaces de contact 4 des blocs 5 à température de référence par deux ressorts hélicoïdaux 6. Ces ressorts 6 sont disposés afin qu'ils soient en vis-à- vis de la surface respective de contact 4 du bloc 5 dans chaque cas Les blocs 5 à température de référence et le bloc 1 de maintien sont pratiquement entourés dans un boî- tier 12 disposé au-dessus de la partie supérieure et sur les côtés de ces parties La jonction de référence est destinée à être mise en place et raccordée électriquement à un circuit imprimé 10 et, dans ce cas, le circuit imprimé ferme la partie inférieure de la construction comme repré- senté sur la figure 4 En outre, la jonction de référence peut être enfermée par-dessous et sur les côtés par des éléments 11 d'isolation thermique, comme on peut aussi le noter sur la figure 4 De cette manière, l'uniformité de température des blocs 5 à température de référence est accrue. Le boîtier 12 a des ouvertures 3 destinées à des contacts normaux de thermocouple, et des ouvertures 3 a destinées à des conducteurs de thermocouple Comme l'indi- quent les figures 1 et 4, ces ouvertures sont alignées sur les surfaces de contact 4 des blocs 5 La figure 4 indique aussi que, en l'absence d'un ou plusieurs contacts de ther- mocouple ou de conducteurs de thermocouple raccordés à la jonction de référence, le bloc 1 de maintien ferme les ouvertures 3 et 3 a du boîtier 12 De cette manière, les surfaces 4 de jonction des blocs 5 ne peuvent pas se salir et les surfaces des blocs ne sont pas exposées aux courants d'air ni au rayonnement thermique dans un sens ou dans l'autre par les ouvertures 3 et 3 a Lorsque le bloc 1 de maintien est repoussé contre les ressorts 6 afin que la surface 2 de friction soit écartée de la surface de contact 4 au point que les conducteurs de thermocouple ou les con- tacts de thermocouple puissent être poussés entre elles, les ouvertures 3 ' et 3 a' formées dans le bloc 1 de maintien (figure 5) sont déplacées simultanément vers l'emplacement des ouvertures 3 et 3 a formées dans le boîtier 12, et per- mettent ainsi le raccordement entre l'extérieur du boîtier 12 et les espaces compris entre les surfaces de friction 2 et les surfaces de contact 4. La disposition des ressorts 6 qui poussent le bloc mobile 1 est telle qu'un contact de thermocouple peut être fixé par les ouvertures 3 ou deux conducteurs de thermo- couple peuvent passer simultanément par les ouvertures 3 a, lorsque le bloc mobile 1 est poussé à son emplacement médian D'autre part, si le bloc mobile est poussé à l'ex- trémité, une seule ouverture 3 a de conducteur de thermo- couple est ouverte pour la fixation du conducteur ou sa séparation, l'autre conducteur de thermocouple étant maintenu en place en position, serré entre le bloc 1 de maintien et la surface 4 de contact de ce conducteur. Comme l'indique la figure 2, un détecteur précis 9 de température de référence est placé au voisinage de l'interface 7 des blocs 5 à température de référence, afin que la température des blocs puissent être mesurée avec une précision aussi grande que possible Ce détecteur 9 de température de référence peut aussi être placé à l'inter- face 7 des blocs 5. Dans la description qui précède, la jonction de référence de mesure par thermocouple selon l'invention n'a été décrite qu'à titre d'exemple de modes de réalisation, et il faut noter que certaines variantes de construction peuvent être apportées sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Jonction de référence pour mesure par thermo- couple, comprenant deux blocs ( 5) à température de réfé- rence raccordés l'un à l'autre par conduction thermique mais avec interposition d'un diélectrique, chaque bloc étant destiné à un conducteur de thermocouple et chaque bloc ayant une surface de contact ( 4) destinée à coopérer avec le conducteur de thermocouple, et un dispositif ( 1) de maintien des conducteurs de thermocouple ou des contacts qui leur sont fixés au contact des surfaces ( 4) de contact des blocs respectifs ( 5) à température de référence, caractérisée en ce que le dispositif de maintien des con- ducteurs de thermocouple au contact des surfaces ( 4) de contact comporte un seul bloc ( 1) de maintien en une seule pièce, repoussé, sous l'effet d'une contrainte élastique, contre les surfaces de contact. 2 Jonction de référence pour mesure par thermo- couple selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bloc de maintien ( 1) a une surface de friction ( 2) séparée pour chaque conducteur de thermocouple ou pour le contact qui lui est fixé. 3 Jonction de référence pour mesure par thermo- couple selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le bloc de maintien ( 1) est contraint élasti- quement par deux ressorts ( 6) disposés en vis-à-vis de chaque surface respective de contact ( 4) d'un bloc ( 5) à température de référence. 4 Jonction de référence pour mesure par thermo- couple selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier ( 12) qui entoure les blocs ( 5) à température de référence, le boîtier ayant des ouvertures ( 3, 3 a) qui sont alignées sur les surfaces de contact ( 4) des blocs ( 5) à température de référence afin qu'elles permettent l'entrée des conducteurs de thermocouple ou des contacts qui leur sont fixés, caractérisée en ce que le bloc de maintien ( 1) est destiné à fermer les ouvertures d'entrée lorsqu'aucun conducteur de thermocouple n'est connecté à la jonction de référence. Jonction de référence pour mesure par thermo- couple selon la revendication 4, caractérisée en ce que le bloc de maintien ( 1) a un tronçon destiné à glisser entre les blocs ( 5) à surface de référence et le boîtier ( 12) et ayant des ouvertures ( 3 ', 3 a') correspondant aux ouvertures d'entrée ( 3, 3 a) du boîtier ( 12).