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Tecnologias
Saiba como ler uma tabela de valores óhmicos em função da temperatura e a importância destes dados nas aplicações industriais.
Uma sonda de temperatura PT100 utiliza um sensor RTD (Detetor de Temperatura por Resistência) para medir a temperatura. Feita de platina, apresenta uma resistência de 100 ohms a 0 °C. É apreciada pela sua precisão e estabilidade em amplas gamas de temperatura. Adequada a diversas aplicações industriais, está disponível em várias configurações, nomeadamente de 2, 3 ou 4 fios, para responder a diferentes necessidades de precisão.
Descubra por que razão a sonda PT100 é indispensável para medições de temperatura precisas e fiáveis
A sonda PT100 é essencial para medições precisas de temperatura numa variedade de aplicações. Quer seja um engenheiro, um técnico ou simplesmente um entusiasta da tecnologia, compreender as vantagens e o funcionamento da sonda PT100 pode melhorar significativamente os seus processos de medição.
O PT100 é um sensor de temperatura extremamente preciso e fiável, amplamente utilizado em vários sectores industriais para medir com precisão temperaturas de -200 a 850°C.
Vamos analisar mais detalhadamente o funcionamento do sensor PT100, as suas aplicações e as principais vantagens que oferece em relação a outros tipos de sensores de temperatura.
A sonda PT100, também conhecida como sensor PT100, baseia-se no princípio da resistência elétrica dos metais, em particular da platina. O PT100 deve o seu nome ao facto de a sua resistência ser de 100 ohms a 0 °C. Este tipo de sonda pertence à categoria dos sensores RTD (Resistance Temperature Detector), que exploram a propriedade dos metais de alterarem a sua resistência em função da temperatura.
Os sensores de temperatura PT100 estão disponíveis numa variedade de configurações para satisfazer diferentes necessidades. Por exemplo, um termómetro de resistência de platina PT100 de 2 fios é frequentemente utilizado para aplicações em que não é essencial uma elevada precisão. Por outro lado, as versões de 3 ou 4 fios são escolhidas para medições mais exactas, uma vez que reduzem o impacto da resistência dos fios de ligação.
As aplicações típicas incluem a monitorização de processos industriais, a regulação da temperatura para controlo climático e a gestão da qualidade do fabrico em ambientes críticos.
A exatidão das sondas PT100 é definida pela sua classe.
Aqui está uma tabela que resume as diferentes classes de sondas rtd e a sua exatidão:
| CLASSE B | ± 0,12 Ohm | ± 0,30ºC |
| CLASSE A | ± 0,06 Ohm | ± 0,15ºC |
| 1/3 B (1/3 DIN) | ± 0,04 Ohm | ± 0,10ºC |
| 1/10 B (1/10 DIN) | ± 0,012 Ohm | ± 0,03ºC |
Para saber mais, eis uma tabela que mostra a precisão da Classe A e da Classe B em função da temperatura.
| Temperatura em °C | Valores de base em Ω | Erros admissíveis (tolerâncias) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Estes dois quadros mostram a maior precisão da classe A em relação à classe B. Por outro lado, a primeira tabela mostra claramente que as sondas de classe 1/3 B e 1/10 B atingem uma precisão superior. Esta distinção é essencial para as aplicações que exigem a maior precisão.
As sondas de temperatura PT100 oferecem várias vantagens distintas em relação a outros sensores de temperatura, como os termopares. São conhecidas pela sua estabilidade a longo prazo, pela sua elevada precisão e pela sua ampla gama de temperaturas de funcionamento. Além disso, as sondas PT100 de platina são resistentes à poluição e a condições ambientais adversas, o que as torna ideais para utilização em ambientes industriais exigentes.
PRECISÃO
ESTABILIDADE
LINEARIDADE
CABLAGEM DE COBRE
Para escolher o termómetro de resistência de platina PT100 adequado, é essencial considerar a gama de temperaturas necessária, o tipo de montagem e o ambiente em que será utilizado.
Os sensores de temperatura PT100 podem ser fabricados com diferentes comprimentos e diâmetros de bainha para se adequarem a aplicações específicas. É também crucial determinar se é necessário um sensor PT100 de 2, 3 ou 4 fios, consoante a precisão necessária.
Consulte um fabricante de sondas pt100 que o ajudará a escolher o produto certo para as suas necessidades específicas. Poderão oferecer-lhe um produto feito por medida ou um produto em stock.
Os sensores PT100 são classificados em diferentes categorias, como as classes A e B, de acordo com a norma DIN IEC 751 :
Classe A = ±(0,15 + 0,002*t) °C ou 100,00 ±0,06 Ω a 0 °C
Classe B = ±(0,3 + 0,005*t) °C ou 100,00 ±0,12 Ω a 0 °C
Um sensor de classe A oferece maior precisão, mas a um custo mais elevado do que um sensor de classe B.
Duas outras classes de tolerância de sensores de temperatura coexistem na indústria:
1/3 DIN = ±1/3* (0,3 + 0,005*t) °C ou 100,00 ±0,10 Ω a 0 °C
1/10 DIN = ±1/10* (0,3 + 0,005*t) °C ou 100,00 ±0,03 Ω a 0 °C
As classes 1/3B e 1/10B oferecem maior precisão.
A classe 1/3B ultrapassa a classe A em termos de precisão.
A classe 1/10B oferece a maior precisão, mas a um custo mais elevado.
A escolha da classe depende dos requisitos de precisão da sua aplicação.
Os termopares e as sondas de temperatura PT100 são duas tecnologias habitualmente utilizadas para medir a temperatura.
No entanto, os sensores PT100 são frequentemente preferidos pela sua exatidão e estabilidade a longo prazo.
Ao contrário dos termopares, as sondas rtd não requerem compensação da junção fria, o que simplifica a sua utilização e melhora a precisão da medição.
A manutenção e a calibração regulares dos sensores de temperatura PT100 são essenciais para garantir medições exactas.
Os sensores devem ser limpos e inspeccionados periodicamente para evitar contaminações que possam afetar a medição da temperatura.
Além disso, é necessária uma calibração regular, geralmente efectuada por laboratórios acreditados, para manter a precisão do sensor.
A resistência de um sensor PT100 aumenta linearmente com a temperatura.
Isto significa que quando há um aumento de temperatura, a resistência do sensor PT100 também aumenta, permitindo uma medição exacta da temperatura com base nesta variação.
De acordo com a norma DIN EN 60751 (ou IEC 751), temos uma resistência eléctrica para um sensor de resistência Pt100:
Pt100 a 0 °C = 100,00 Ω
Pt100 de 0 a 100°C = coeficiente de resistência à temperatura (TCR) de 0,00385 Ω/°C
Consulte a tabela da sonda sonda pt100 para obter o valor óhmico a diferentes temperaturas.
O cálculo dos sensores PT100 é essencial para converter os valores de resistência medidos em temperaturas exactas. A fórmula de Callendar-Van Dusen, que descreve a relação resistência-temperatura do PT100 para sensores de platina, é normalmente utilizada. Aqui está a fórmula detalhada:
R(T)=R₀×(1+A×T+B×T²+C×(T-100)×T³)
Explicação da fórmula :
Para temperaturas positivas, o termo C × (T-100) × T³ é geralmente negligenciado, simplificando assim o cálculo.
Para maximizar a eficiência e a precisão das suas medições sem utilizar o método de cálculo, utilize sempre uma tabela de conversão PT100 e siga as boas práticas ao calibrar e verificar as suas sondas.
Para ligar corretamente um PT100, siga as instruções de ligação do fabricante e determine se é necessária uma configuração de 2, 3 ou 4 fios. Cada configuração oferece diferentes níveis de exatidão e compensação da resistência do fio.
Para determinar a resistência de uma sonda de temperatura PT100 a 0°C, a sonda deve ser imersa num banho de gelo derretido a 0°C.
A resistência medida deve ser de 100 ohms, que é o valor padrão para um PT100 a esta temperatura.
A norma DIN EN 60751 (ou IEC 751) define a resistência eléctrica para um sensor de resistência Pt100 da seguinte forma:
Pt100 a 0 °C = 100,00 Ω
Os RTDs (Detectores de Temperatura por Resistência) podem ser fabricados a partir de uma variedade de materiais, cada um com características específicas.
A platina é o material mais popular e preciso, oferecendo uma excelente estabilidade e precisão numa vasta gama de temperaturas.
O níquel, embora menos dispendioso, oferece uma boa precisão numa gama mais limitada. O cobre é utilizado devido às suas excelentes propriedades de condutividade térmica, mas a sua estabilidade é inferior.
O balco e o tungsténio são materiais raros utilizados para aplicações específicas, oferecendo respetivamente uma boa precisão e a capacidade de funcionar a temperaturas muito elevadas, mas são menos estáveis e precisos do que a platina.
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