Una sonda di temperatura PT100 utilizza un sensore RTD (Resistance Temperature Detector) per misurare la temperatura. Realizzata in platino, presenta una resistenza di 100 ohm a 0 °C. È apprezzata per la sua precisione e stabilità su ampi intervalli di temperatura. Adatta a diverse applicazioni industriali, è disponibile in diverse configurazioni, in particolare a 2, 3 o 4 fili, per soddisfare diverse esigenze di precisione.
Scoprite perché la sonda PT100 è indispensabile per misurazioni della temperatura precise e affidabili
Il sensore PT100 è fondamentale per misurazioni accurate della temperatura in diverse applicazioni. Che tu sia un ingegnere, un tecnico o semplicemente un appassionato di tecnologia, comprendere i vantaggi e il funzionamento del sensore PT100 può migliorare notevolmente i tuoi processi di misurazione.
Il sensore PT100 è un sensore di temperatura estremamente preciso e affidabile, ampiamente utilizzato in vari settori industriali per misurare con precisione temperature comprese tra -200 e 850 °C.
Esaminiamo in dettaglio il funzionamento del sensore PT100, le sue applicazioni e i principali vantaggi che offre rispetto ad altri tipi di sensori di temperatura.
La sonda PT100, nota anche come sensore PT100, si basa sul principio della resistenza elettrica dei metalli, in particolare del platino. Il PT100 prende il nome dal fatto che la sua resistenza è di 100 ohm a 0 °C. Questo tipo di sonda appartiene alla categoria dei sensori RTD (Resistance Temperature Detector), che sfruttano la proprietà dei metalli di cambiare resistenza in funzione della temperatura.
Le sonde di temperatura PT100 sono disponibili in diverse configurazioni per soddisfare diverse esigenze. Ad esempio, una sonda a resistenza in platino PT100 a 2 fili viene spesso utilizzata per applicazioni in cui non è richiesta un'elevata precisione. Al contrario, le versioni a 3 o 4 fili vengono scelte per misurazioni più precise, poiché consentono di ridurre l'impatto della resistenza dei fili di collegamento.
Le applicazioni tipiche includono il monitoraggio dei processi industriali, la regolazione della temperatura per il controllo climatico e la gestione della qualità della produzione in ambienti critici.
La precisione delle sonde PT100 è definita dalla loro classe.
Ecco una tabella riassuntiva delle diverse classi di sonde rtd e della loro precisione:
| CLASSE B | ± 0,12 Ohm | ± 0,30 °C |
| CLASSE A | ± 0,06 Ohm | ± 0,15 °C |
| 1/3 B (1/3 DIN) | ± 0,04 Ohm | ± 0,10 °C |
| 1/10 B (1/10 DIN) | ± 0,012 Ohm | ± 0,03 °C |
Per approfondire l'argomento, ecco una tabella che rappresenta la precisione della classe A e della classe B in funzione della temperatura.
| Temperatura in °C | Valori di base in Ω | Errori ammissibili (tolleranze) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Classe A | Classe B | ||||
| °C | Ω | °C | Ω | ||
| -200 | 18,52 | ± 0,55 | ± 0,24 | ± 1,3 | ± 0,56 |
| -100 | 60,26 | ± 0,35 | ± 0,14 | ± 0,8 | ± 0,32 |
| 0 | 100,00 | ± 0,15 | ± 0,06 | ± 0,3 | ± 0,12 |
| 100 | 138,51 | ± 0,35 | ± 0,13 | ± 0,8 | ± 0,30 |
| 200 | 175,86 | ± 0,55 | ± 0,20 | ± 1,3 | ± 0,48 |
| 300 | 212,05 | ± 0,75 | ± 0,27 | ± 1,8 | ± 0,64 |
| 400 | 247,09 | ± 0,95 | ± 0,33 | ± 2,3 | ± 0,79 |
| 500 | 280,98 | ± 1,15 | ± 0,38 | ± 2,8 | ± 0,93 |
| 600 | 313,71 | ± 1,35 | ± 0,43 | ± 3,3 | ± 1,06 |
| 650 | 329,64 | ± 1,45 | ± 0,46 | ± 3,6 | ± 1,13 |
| 700 | 345,28 | – | – | ± 3,8 | ± 1,17 |
| 800 | 375,7 | – | – | ± 4,3 | ± 1,18 |
| 850 | 390,48 | – | – | ± 4,6 | ± 1,34 |
Queste due tabelle rivelano la maggiore precisione della classe A rispetto alla classe B. Inoltre, la prima tabella indica chiaramente che le sonde di classe 1/3 B e 1/10 B raggiungono una precisione superiore. Questa distinzione è essenziale per le applicazioni che richiedono la massima accuratezza.
Le sonde di temperatura PT100 offrono diversi vantaggi rispetto ad altri sensori di temperatura come le termocoppie. Sono note per la loro stabilità a lungo termine, l'elevata precisione e l'ampio intervallo di temperatura di funzionamento. Inoltre, le sonde PT100 in platino sono resistenti all'inquinamento e alle condizioni ambientali difficili, il che le rende ideali per l'uso in ambienti industriali rigorosi.
PRECISIONE
STABILITÀ
LINEARITÀ
CABLAGGIO IN RAME
Per scegliere il sensore di temperatura in platino PT100 corretto, è fondamentale considerare l'intervallo di temperatura richiesto, il tipo di montaggio e l'ambiente di utilizzo.
I sensori di temperatura PT100 possono essere prodotti con diverse lunghezze e diametri di guaina per adattarsi ad applicazioni specifiche. È inoltre fondamentale determinare se è necessario un sensore PT100 a 2, 3 o 4 fili in base alla precisione desiderata.
Consultare un produttore di sonde pt100 che vi aiuterà a scegliere il prodotto giusto in base alle vostre esigenze. Vi proporrà una soluzione su misura o uno dei prodotti disponibili a magazzino della gamma.
Le sonde PT100 sono classificate in diverse categorie, come le classi A e B, secondo la norma DIN IEC 751:
Classe A = ±(0,15 + 0,002*t) °C o 100,00 ±0,06 Ω a 0 °C
Classe B = ±(0,3 + 0,005*t) °C o 100,00 ±0,12 Ω a 0 °C
Una sonda di classe A offre una maggiore precisione, ma a un costo più elevato rispetto a un sensore di classe B.
Nel settore industriale coesistono altre due classi di tolleranza dei sensori di temperatura:
1/3 DIN = ±1/3* (0,3 + 0,005*t) °C o 100,00 ±0,10 Ω a 0 °C
1/10 DIN = ±1/10* (0,3 + 0,005*t) °C o 100,00 ±0,03 Ω a 0 °C
Le classi 1/3B e 1/10B offrono precisazioni superiori.
La classe 1/3B supera la classe A in termini di precisione.
La classe 1/10B offre invece la massima precisione, ma a costi più elevati.
La scelta della classe dipende dal grado di precisione richiesto dalla vostra applicazione.
Le termocoppie e le sonde di temperatura PT100 sono due tecnologie comunemente utilizzate per misurare la temperatura.
Tuttavia, i sensori PT100 sono spesso preferiti per la loro precisione e stabilità a lungo termine.
A differenza delle termocoppie, le sonde RTD non richiedono la compensazione del giunto freddo, il che semplifica il loro utilizzo e migliora la precisione della misurazione.
La manutenzione regolare e la calibrazione delle sonde di temperatura PT100 sono fondamentali per garantire misurazioni accurate.
I sensori devono essere puliti e ispezionati periodicamente per evitare qualsiasi contaminazione che potrebbe influire sulla misurazione della temperatura.
Inoltre, per mantenere la precisione del sensore è necessaria una calibrazione regolare, solitamente effettuata da laboratori accreditati.
La resistenza di un sensore PT100 aumenta in modo lineare con la temperatura.
Ciò significa che quando la temperatura aumenta, aumenta anche la resistenza del sensore PT100, consentendo così una misurazione precisa della temperatura basata su tale variazione.
Secondo la norma DIN EN 60751 (o IEC 751) si ha una resistenza elettrica per un sensore a resistenza Pt100:
Pt100 a 0 °C = 100,00 Ω
Pt100 da 0 a 100 °C = coefficiente di temperatura della resistenza (TCR) di 0,00385 Ω/°C
Consultare la tabella sonda pt100 per conoscere il valore ohmico a diverse temperature.
Il calcolo delle sonde PT100 è fondamentale per trasformare i valori di resistenza misurati in temperature precise. La formula di Callendar-Van Dusen, che descrive la relazione resistenza-temperatura PT100 per i sensori in platino, è comunemente utilizzata. Ecco la formula dettagliata:
R(T)=R₀×(1+A×T+B×T²+C×(T-100)×T³)
Spiegazioni della formula:
Per le temperature positive, il termine C × (T−100) × T³ viene generalmente trascurato, semplificando così il calcolo.
Per massimizzare l'efficacia e la precisione delle misurazioni senza ricorrere al metodo di calcolo, assicurarsi di utilizzare sempre una tabella di conversione PT100 e di seguire le buone pratiche di calibrazione e verifica delle sonde.
Per cablare correttamente un PT100, è necessario seguire le istruzioni di collegamento del produttore e determinare se è necessaria una configurazione a 2, 3 o 4 fili. Ogni configurazione offre diversi livelli di precisione e compensazione per la resistenza dei fili.
Per determinare la resistenza di una sonda di temperatura PT100 a 0 °C, la sonda deve essere immersa in un bagno di ghiaccio fuso a 0 °C.
La resistenza misurata dovrebbe essere di 100 ohm, che è il valore standard per un PT100 a questa temperatura.
La norma DIN EN 60751 (o IEC 751) definisce la resistenza elettrica per un sensore a resistenza Pt100 come segue:
Pt100 a 0 °C = 100,00 Ω
I RTD (Resistance Temperature Detectors) possono essere realizzati con diversi materiali, ciascuno dei quali offre caratteristiche specifiche.
Il platino è il materiale più diffuso e preciso, che offre un'eccellente stabilità e un'elevata precisione su un ampio intervallo di temperature.
Il nichel, sebbene meno costoso, offre una buona precisione su un intervallo più limitato. Il rame è utilizzato per le sue eccellenti proprietà di conducibilità termica, ma la sua stabilità è inferiore.
Il balco e il tungsteno sono materiali rari utilizzati per applicazioni specifiche, che offrono rispettivamente una buona precisione e la capacità di funzionare a temperature molto elevate, ma sono meno stabili e precisi del platino.
