Sonda sensore di temperatura RTD PT100 con cavo

Un rilevatore di temperatura con resistenza termica al platino (Termoresistenza PT100) è un sensore utilizzato per misurare la temperatura modificando la resistenza proporzionalmente alla temperatura. L'RTD PT100 è progettato con un elemento di temperatura di base e un gruppo completo di sonda e cablaggio. Queste cosiddette sonde RTD sono costituite da un elemento di resistenza termica in platino, una guaina o un alloggiamento, materiale epossidico o riempitivo, Lead di estensione, e talvolta un connettore o una terminazione. È possibile utilizzare materiali diversi per i sensori in base ai requisiti del cliente in termini di compatibilità dei materiali, precisione e campo di misura. I kit standard e i design personalizzati offrono la flessibilità necessaria per progettare il sensore di temperatura RTD più adatto per molte applicazioni diverse.
I sensori e le sonde di temperatura RTD PT100 possono essere integrati in una varietà di applicazioni in una varietà di settori. Questi sensori di temperatura sono certificati da più agenzie per funzionare su componenti di pressione montati su scheda; possono anche operare in ambienti difficili e pericolosi. La nostra vasta gamma di opzioni di sensori di temperatura soddisfa le esigenze specifiche di rilevamento delle applicazioni OEM più esigenti, comprese quelle mediche, aerospaziale, automobile, strumentazione, elettrodomestici, controllo motori e sistemi HVAC e di refrigerazione.

Tolleranze standard RTD PT100
Gli RTD sono costruiti secondo diverse curve e tolleranze standardizzate. La curva normalizzata più comunemente utilizzata è la “DA” curva. Questa curva descrive le caratteristiche di resistenza rispetto alla temperatura del platino con a 100 sensore ohm, tolleranze standardizzate, e intervallo di temperatura misurabile.
La norma DIN specifica una resistenza di base di 100 ohm a 0°C e un coefficiente di temperatura di 0.00385 ohm/ohm/°c. L'uscita nominale dei sensori RTD DIN è la seguente:
DIN RTD ha tre classi di tolleranza standard. Queste tolleranze sono definite come segue:
Classe DIN A: ±(0.15 + 0.002 |T|°C)
Classe DIN B: ±(0.3 + 0.005 |T|°C)
Classe DIN C: ±(1.2 + 0.005 |T|°C)

0°C/ohm
0: 100.00
10: 103.90
20: 107.79
30: 111.67
40: 115.54
50: 119.40
60: 123.24
70: 127.07
80: 130.89
90: 134.70
100: 138.50

Tipo di componente RTD
Quando si determina il tipo di elemento RTD, consideriamo innanzitutto lo strumento utilizzato per leggere il sensore. Selezionare un tipo di componente compatibile con l'ingresso del sensore dello strumento. Di gran lunga l'RTD più comunemente usato è 100 ohm platino con un coefficiente di temperatura di 0.00385.
Resistore di base del tipo di componente (ohm) TCR (ohm/ohm/°C)
Platino 100 ohm a 0°C .00385
Platino 100 ohm a 0°C .00392
Platino 100 ohm a 0°C .00375
Nichel 120 ohm a 0°C .00672
Rame 10 ohm a 25°C .00427

Precisione dell'RTD

Secondo, determinare la precisione di misurazione richiesta. La precisione è una combinazione della tolleranza del resistore di base (tolleranza della resistenza alla temperatura di calibrazione) e il coefficiente di temperatura di tolleranza del resistore (tolleranza caratteristica della pendenza). Qualsiasi temperatura superiore o inferiore a questa avrà una banda di tolleranza più ampia o una precisione inferiore (vedere la figura sotto). La temperatura di calibrazione più comunemente utilizzata è 0°C.

Il sensore RTD PT100 è disponibile in diverse configurazioni di cavi. La configurazione più comune è la configurazione a tre conduttori a elemento singolo. Di seguito è riportato uno schema delle configurazioni dei cavi disponibili:

I sensori a due fili PT100/PT1000 vengono generalmente utilizzati in applicazioni in cui la precisione non è importante. Una configurazione a due fili consente la tecnica di misurazione più semplice, ma presenta imprecisioni intrinseche dovute alla resistenza dei cavi del sensore. In una configurazione a due fili, non è possibile compensare direttamente la resistenza del cavo che provoca un aumento dell'offset nella misurazione della resistenza.

Il sensore a tre fili PT100/PT1000 è dotato di un circuito di compensazione in grado di eliminare la resistenza del cavo durante la misurazione. Con questa configurazione, il controller/dispositivo di misurazione può effettuare due misurazioni. Per la prima misurazione, misurare la resistenza totale del sensore e dei cavi di collegamento. Durante la seconda misurazione, misurare la resistenza del resistore del circuito di compensazione. La resistenza netta effettiva viene determinata sottraendo la resistenza del circuito di compensazione dalla resistenza totale. I sensori a tre fili rappresentano la configurazione più comune e offrono una buona combinazione di precisione e praticità.

Sensore di temperatura PT100

Sonda del sensore PT100

Resistenza RTD rispetto alla temperatura

Precisione standard RTD platino

La configurazione e la tecnologia di misurazione del sensore a quattro fili PT100/PT1000 misura la resistenza del sensore senza essere influenzata dai conduttori. Mentre questa tecnica è più accurata, molti controllori/dispositivi di misurazione industriali non sono in grado di effettuare misurazioni reali a quattro fili.

La transizione dai cavi del sensore al cablaggio sul campo avviene solitamente sul connettore che si collega al sensore. Le morsettiere sono fornite per un facile collegamento.

Misurare la temperatura con un rilevatore di temperatura a resistenza significa in realtà misurare la resistenza. Un ponte di Wheatstone sbilanciato viene spesso utilizzato per misurare la resistenza. Quando si misura la resistenza di un elemento sensibile, tutti i fattori esterni devono essere minimizzati o compensati per ottenere una lettura accurata.

Una delle principali cause di errore può essere la resistenza dei cavi, soprattutto in una configurazione a due conduttori.

Il resistore è in serie con l'elemento sensibile, quindi la lettura è la somma dell'elemento sensibile e della resistenza del cavo. Gli RTD a due conduttori possono essere utilizzati quando la resistenza dell'elemento sensibile è elevata e la resistenza dei conduttori è bassa.

Tuttavia, quando la resistenza dei cavi è relativamente alta, deve essere risarcito. La compensazione è disponibile in una configurazione a tre derivazioni. Come mostrato nel diagramma a tre derivazioni, un lato dell'alimentatore è collegato a un lato dell'RTD tramite L3. Questo mette L1 e L2 sui lati opposti del ponte, quindi si annullano a vicenda e non hanno alcun effetto sulla tensione di uscita del ponte.
Si consiglia di utilizzare una connessione a tre conduttori per gli RTD, soprattutto se la resistenza dell'elemento sensibile è bassa, dove una piccola resistenza del cavo può avere un grande impatto sulla precisione della lettura.