A cosa serve il sensore di temperatura PT 100?

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Le sonde di temperatura Pt100 sono il tipo più comune di termoresistenza al platino. Le termoresistenze sono generalmente Pt100, Pt500 o Pt1000. Il termine "Pt" si riferisce al fatto che il sensore è realizzato in platino. 100 significa che a 0°C il sensore ha una resistenza di 100 ohm (?).
Un termometro a resistenza è un tipo di sensore di temperatura. È costituito da un elemento la cui resistenza varia in base all'andamento della temperatura. I nomi comuni dei termometri a resistenza includono RTD (abbreviazione di Resistance Temperature Detector), RT, Pt100, Pt500, Pt1000.
Un elemento Pt100 è costituito da una bobina di filo o da una pellicola depositata di metallo puro. La resistenza dell'elemento aumenta con la temperatura in modo noto e ripetibile. I Pt100 mostrano un'elevata precisione in un ampio intervallo di temperature.

  • Intervallo di misurazione: da -200 a 700ºC
  • Sensibilità: la caduta di tensione su un RTD fornisce un'uscita molto maggiore rispetto a una sonda a termocoppia.
  • Linearità: gli RTD in platino e rame producono una risposta più lineare rispetto alle termocoppie o ai termistori. Le non linearità RTD possono essere corrette con la corretta progettazione di reti bridge resistive.

Il materiale più comunemente usato è il platino con una resistenza di 100 ohm a 0ºC e un coefficiente di temperatura (Alfa) di 0,00385 ohm/ºC. Altri materiali elementari utilizzati sono anche rame, nichel e nichel-ferro. Gli elementi di platino predominano a causa della loro gamma più ampia e perché il platino è il più ripetibile e stabile di tutti i metalli.

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Caratteristiche della sonda PT100

Tolleranza degli strumenti di misura PT100; (Alfa = 0.003850 @ 0ºC)

Classe B  ± 0,12; O ± 0,30ºC
CLASSE A  ± 0.06; O ± 0.15ºC
1/3 B (1/3 DIN)  ± 0,04; O ± 0,10ºC
1/10 B (1/10 DIN)  ± 0.012; O ± 0.03ºC


L'equazione di linearizzazione di una sonda PT100

Rt = R0 * (1 + A * t + B * t2 + C * (t-100) * t3)

Où:

Rt è la resistenza alla temperatura t

R0 è resistenza a 0 ° C

A = 3,9083 E-3 B = -5,775 E-7 C = -4,183 E-12 (sotto 0 ° C) o C = 0 (sopra 0 ° C)

Per una sonda di misura PT100, una variazione della temperatura di 1°C provocherà una variazione della resistenza di 0,384 ohm. Anche un piccolo errore nella misurazione della resistenza (ad esempio la resistenza dei fili che portano al sensore) può causare un grande errore nella lettura della temperatura. Per un controllo preciso della temperatura, i sensori di resistenza PT100 hanno quattro conduttori: due per trasportare la corrente di rilevamento e due per misurare la tensione attraverso l'elemento sensore. È anche possibile ottenere sensori a tre fili, sebbene questi operino sul presupposto (non necessariamente valido) che la resistenza di ciascuno dei tre fili sia la stessa.


Dettagli connessione / cablaggio:

Esistono diversi tipi di connessione per i dispositivi di misura PT100.
codice colore standard; A è bianco, B è rosso.


       
2 figli : Collegamento di base in cui il conduttore è corto. Nessun filo di compensazione. 3 fili: Il più comune con 3 fili di collegamento, lo strumento misura la resistenza del filo B e lo deduce dalla sua misura. 4 figli : La connessione a 4 fili è la misura più accurata. Lo strumento misura la resistenza dei quattro fili conduttori e la deduce dalla sua misura. Doppia Pt100 : Doppia connessione RTD a 3 fili con due diversi elementi sensibili.

Non è richiesta alcuna manutenzione per i sensori di temperatura PT100 RTD, tuttavia si consigliano controlli di calibrazione programmati al punto di ghiaccio (0ºC).

Metodo per determinare la resistenza al punto di ghiaccio (0 ° C)

Preparare un contenitore isolato7.pngalmeno 300 mm di profondità e con un diametro interno di 100 mm.

La procedura dovrebbe essere la seguente:

(a) Riempire il contenitore isolato con ghiaccio finemente suddiviso a base di acqua distillata

Nota: se l'acqua refrigerata dell'acqua distillata non è disponibile, sarà sufficiente la parte trasparente di un blocco di ghiaccio commerciale, a condizione che tutte le superfici vengano prima lavate con acqua distillata.

b) Mescolare il ghiaccio con acqua distillata precedentemente raffreddata utilizzando l'agitatore, quindi scolare l'acqua in eccesso. Il ghiaccio dovrebbe essere vetroso ma non dovrebbe esserci acqua aperta rimanente.

c) Collegare il termometro ad un idoneo misuratore di resistenza e regolare in modo che la potenza elettrica dissipata nell'elemento non superi 1 m W.

d) Immergere lo strumento di misura nel ghiaccio in modo che l'elemento sia ad una profondità di almeno 150 mm. Assicurarsi che il fondo della termoresistenza PT100 sia ad almeno 30 mm dal fondo del recipiente. Nota: i termometri con una lunghezza dello stelo inferiore a 150 mm devono essere immersi fino alla massima profondità possibile.

e) Quando l'elemento raggiunge l'equilibrio con il ghiaccio, si possono effettuare misurazioni della temperatura. Le misurazioni effettuate con corrente continua devono essere effettuate con corrente in entrambe le direzioni avanti e indietro. Nota: il tempo impiegato dall'elemento per raggiungere l'equilibrio è normalmente di circa 3 minuti.

f) Diminuire la profondità di immersione dell'elemento di 50 mm o del 20% della lunghezza dell'asta, a seconda di quale sia inferiore.

g) Ripetere il passaggio (e). Se la modifica della lettura è superiore a un terzo della tolleranza appropriata, l'intera procedura deve essere ripetuta con ghiaccio fresco.

precisione: Sensori RTD PT100; a 0 ºC = Classe B +/- 0,3 ºC, Classe A +/- 0,15 ºC, 1/10 DIN = +/- 0,03 ºC

Rischio di autoriscaldamento della Pt100

La corrente attraverso il sensore di resistenza PT100 causerà riscaldamento: ad esempio, una corrente di rilevamento da 1 mA attraverso una resistenza da 100 ohm genererà 100 μW di calore. Se l'elemento sensore non riesce a dissipare questo calore, segnalerà una temperatura artificialmente alta. Questo effetto può essere ridotto utilizzando un elemento sensore di grandi dimensioni o assicurando che sia a contatto termico con l'ambiente circostante.

L'uso di una corrente di rilevamento di 1 mA darà un segnale di soli 100 mV. Poiché la variazione di resistenza per un grado Celsius è molto piccola, anche un piccolo errore nella misurazione della tensione attraverso il sensore produrrà un grande errore nella misurazione della temperatura. 

Ad esempio, un errore di misurazione della tensione di 100 μV darà un errore di 0,4°C nella lettura della temperatura. Allo stesso modo, un errore di 1 μA nella corrente di rilevamento darà un errore nell'indicazione della temperatura di 0,4°C.

A causa dei bassi livelli di segnale, è importante tenere i cavi lontani da cavi elettrici, motori, apparecchiature e altri dispositivi che possono emettere disturbi elettrici. 

L'uso di un cavo schermato, con lo schermo collegato a terra a un'estremità, può aiutare a ridurre le interferenze. Quando si utilizzano cavi lunghi, è necessario verificare che il sistema di misura sia in grado di resistere alla resistenza dei cavi.


Maggiori informazioni sui valori delle sonde Pt100 di seguito!

Classe di precisione Tabella di conversione R / T