Une sonde de température PT100 utilise un capteur RTD (Détecteur de Température à Résistance) pour mesurer la température. Faite de platine, elle présente une résistance de 100 ohms à 0 °C. Elle est appréciée pour sa précision et sa stabilité sur de larges gammes de température. Adaptée à diverses applications industrielles, elle existe en plusieurs configurations, notamment à 2, 3, ou 4 fils, pour répondre à différents besoins de précision.
Découvrez pourquoi la sonde PT100 est indispensable pour des mesures de température précises et fiables
La sonde PT100 est essentielle pour des mesures de température précises dans diverses applications. Que vous soyez un ingénieur, un technicien ou simplement un passionné de la technologie, comprendre les avantages et le fonctionnement de la sonde PT100 peut grandement améliorer vos processus de mesure.
La sonde PT100 est une sonde de température extrêmement précise et fiable, largement utilisée dans divers secteurs industriels pour mesurer avec précision des températures de -200 à 850°C.
Examinons en détail le fonctionnement du capteur PT100, ses applications et les principaux avantages qu’il offre par rapport à d’autres types de capteurs de température.
La sonde PT100, également connue sous le nom de capteur PT100, est basée sur le principe de la résistance électrique des métaux, en particulier le platine. Le PT100 tire son nom du fait que sa résistance est de 100 ohms à 0 °C. Ce type de sonde appartient à la catégorie des capteurs RTD (Resistance Temperature Detector), qui exploitent la propriété des métaux de changer de résistance en fonction de la température.
Les sondes de température PT100 sont disponibles dans plusieurs configurations pour répondre à divers besoins. Par exemple, on utilise souvent une sonde platine à résistance PT100 à 2 fils pour des applications dans lesquelles une grande précision n’est pas essentiel. En revanche, les versions à 3 ou 4 fils sont choisies pour des mesures plus précises, car elles permettent de réduire l’impact de la résistance des fils de connexion.
Les applications typiques incluent la surveillance de processus industriels, la régulation de température pour le contrôle climatique et la gestion de la qualité de fabrication dans des environnements critiques.
Plage d’utilisation préconisée
La précision des sondes PT100 est définie par leur classe.
Voici un tableau récapitulatif des différentes classes de sondes rtd et leur précision :
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 |
Pour aller plus loin, voici un tableau représentant la précision de la classe A et de la classe B en fonction de la température.
Température en °C | Valeurs de base en Ω | Erreurs admissibles (tolérances) | |||
---|---|---|---|---|---|
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 |
Ces deux tableaux révèlent la meilleure précision de la classe A comparée à la classe B. Par ailleurs, le premier tableau indique clairement que les sondes de classe 1/3 B et 1/10 B atteignent une précision supérieure. Cette distinction est essentielle pour les applications demandant la plus grande exactitude.
Les sondes de température PT100 offrent plusieurs avantages distincts par rapport à d’autres capteurs de température comme les thermocouples. Elles sont connues pour leur stabilité à long terme, leur grande précision, et leur large plage de température de fonctionnement. De plus, les sondes PT100 en platine sont résistantes à la pollution et aux conditions environnementales difficiles, ce qui les rend idéales pour une utilisation dans des environnements industriels rigoureux.
PRÉCISION
STABILITÉ
LINÉARITÉ
CÂBLAGE CUIVRE
Pour choisir la bonne sonde platine à résistance PT100, il est essentiel de considérer la plage de température requise, le type de montage, et l’environnement d’utilisation.
Les capteurs de température PT100 peuvent être fabriquées avec différentes longueurs et diamètres de gaine pour s’adapter à des applications spécifiques. Il est également crucial de déterminer si un capteur PT100 à 2, 3 ou 4 fils est nécessaire en fonction de la précision souhaitée.
Consulter un fabricant de sondes pt100 qui vous aidera à choisir le bon produit suivant les conditions de votre besoin. Il vous proposera une fabrication sur mesure ou un des produits en stock de la gamme.
Les sondes PT100 sont classées en différentes catégories, comme les classes A et B, selon la norme DIN IEC 751 :
Classe A = ±(0,15 + 0,002*t) °C ou 100,00 ±0,06 Ω à 0 °C
Classe B = ±(0,3 + 0,005*t) °C ou 100,00 ±0,12 Ω à 0 °C
Une sonde de classe A offre une meilleure précision, mais à un coût plus élevé par rapport à un capteur de classe B.
Deux autres classes de tolérances de sonde de température coexistent dans l’industrie :
1/3 DIN = ±1/3* (0,3 + 0,005*t) °C ou 100,00 ±0,10 Ω à 0 °C
1/10 DIN = ±1/10* (0,3 + 0,005*t) °C ou 100,00 ±0,03 Ω à 0 °C
Les classes 1/3B et 1/10B proposent des précisions supérieures.
La classe 1/3B surpasse la classe A en termes de précision.
Quant à la classe 1/10B, elle offre la précision la plus élevée, mais à des coûts plus importants.
Le choix de la classe dépend de l’exigence de précision dans votre application.
Les thermocouples et les sondes de température PT100 sont deux technologies couramment utilisées pour mesurer la température.
Cependant, les capteurs PT100 sont souvent préférées pour leur précision et leur stabilité à long terme.
Contrairement aux thermocouples, les sondes rtd ne nécessitent pas de compensation de jonction froide, ce qui simplifie leur utilisation et améliore la précision de la mesure.
L’entretien régulier et la calibration des sondes de température PT100 sont essentiels pour garantir des mesures précises.
Les capteurs doivent être nettoyés et inspectés périodiquement pour éviter toute contamination qui pourrait affecter la mesure de température.
De plus, une calibration régulière, généralement réalisée par des laboratoires accrédités, est nécessaire pour maintenir la précision du capteur.
La résistance d’un capteur PT100 augmente de manière linéaire avec la température.
Cela signifie que lorsqu’il y a une hausse de la température, la résistance du capteur PT100 augmente également, permettant ainsi une mesure précise de la température basée sur cette variation.
Selon la norme DIN EN 60751 (ou IEC 751) on a une résistance électrique pour un capteur à résistance Pt100 :
Pt100 à 0 °C = 100,00 Ω
Pt100 de 0 à 100 °C = coefficient de température à résistance (TCR) de 0,00385 Ω/°C
Consulter le tableau sonde pt100 pour connaître la valeur ohmique à différentes températures.
Le calcul des sondes PT100 est essentiel pour transformer les valeurs de résistance mesurées en températures précises. La formule de Callendar-Van Dusen, qui décrit la relation résistance-température PT100 pour les capteurs en platine, est couramment utilisée. Voici la formule détaillée :
R(T)=R₀×(1+A×T+B×T²+C×(T-100)×T³)
Explications de la formule :
Pour les températures positives, le terme C × (T−100) × T³ est généralement négligé, simplifiant ainsi le calcul.
Pour maximiser l’efficacité et la précision de vos mesures sans passer par la méthode de calcul, assurez-vous de toujours utiliser un tableau de conversion PT100 et de suivre les bonnes pratiques de calibration et de vérification de vos sondes.
Pour câbler correctement une PT100, il faut suivre les instructions de raccordement du fabricant et déterminer si une configuration à 2, 3 ou 4 fils est nécessaire. Chaque configuration offre différents niveaux de précision et de compensation pour la résistance des fils.
Pour déterminer la résistance d’une sonde de température PT100 à 0°C, la sonde doit être immergée dans un bain de glace fondue à 0°C.
La résistance mesurée devrait être de 100 ohms, ce qui est la valeur standard pour une PT100 à cette température.
La norme DIN EN 60751 (ou IEC 751) définit la résistance électrique pour un capteur à résistance Pt100 comme suit :
Pt100 à 0 °C = 100,00 Ω
Les RTDs (Resistance Temperature Detectors) peuvent être fabriqués à partir de différents matériaux, chacun offrant des caractéristiques spécifiques.
Le platine est le matériau le plus populaire et précis, offrant une excellente stabilité et une grande précision sur une large plage de températures.
Le nickel, bien que moins coûteux, offre une bonne précision sur une plage plus limitée. Le cuivre est utilisé pour ses excellentes propriétés de conductivité thermique, mais sa stabilité est inférieure.
Le Balco et le tungstène sont des matériaux rares utilisés pour des applications spécifiques, offrant respectivement une bonne précision et une capacité à fonctionner à des températures très élevées, mais ils sont moins stables et précis que le platine.