Éléments RTD à couche mince en platine - FAQ

Q : Quel est le type d'élément RTD en platine le plus courant ?

R : Le Pt100 est le type de détecteur de température à résistance (RTD) en platine le plus courant. La valeur de résistance de base pour un RTD Pt100 est de 100 Ω à 0 °C (point de solidification). Ils sont disponibles en version à couche mince ou à fil enroulé.

Q : Les éléments à couche mince en platine existent dans plusieurs tailles. Laquelle dois-je choisir ?

R : Quatre tailles standard sont disponibles (L x l x H) :

• Format PTFC : 2,0 x 2,3 x 1,1 mm
• Format PTFD : 2,0 x 5,0 x 1,1 mm
• Format PTFF : 2,0 x 4,0 x 1,1 mm
• Format PTFM : 1,2 x 4,0 x 1,1 mm

En règle générale, pour un nouveau design, nous recommandons le format PTFC pour son prix unitaire relativement bas et sa polyvalence qui lui permet de s'adapter à toutes sortes de boîtiers de sondes et d'assemblages. En fonction de vos besoins, d'autres tailles sont disponibles, permettant des dimensions plus petites lorsque la taille ou le temps de réponse sont critiques. Nous avons également des options pour les applications qui nécessitent plus d'espace ou de puissance. Le tableau ci-dessous résume certaines des caractéristiques d'après la taille de l'élément.

Q : Qu'est-ce qu'un coefficient d'auto-échauffement ?

R : Le coefficient d'auto-échauffement définit la quantité de l'augmentation de la température pour l'élément en fonction de la quantité de puissance qui le traverse. Cette hausse de température n'est pas souhaitable car susceptible d'introduire des erreurs dans la mesure de la température.

Par exemple, le format PTFD a un coefficient d'auto-échauffement (dans un courant d'air de 1 m/s) de 0,33 °C/mW, ce qui signifie que pour chaque mW de puissance traversant l'appareil, la température de l'élément augmentera de 0,33 °C par rapport à la température ambiante.

En règle générale, les erreurs d'auto-échauffement ne doivent pas dépasser 10 % de la précision souhaitée. Ainsi, par exemple, un élément PTFD ayant une tolérance de classe A aura une précision de ±0,15 °C à 0 °C. Par conséquent, l'erreur due à l'auto-échauffement doit être limitée à 0,015 °C, ce qui implique que la puissance soit limitée à ±0,015 °C / 0,33 °C/mW = 0,045 mW.

Puisque la puissance d'un élément résistif comme un RTD est égale à I2R, Max I = SQRT(0,045 mW/100 Ω) pour un élément Pt100 soit 0,0213 A ou 21,3 mA.

Q : Qu'est-ce que le TCR et comment est-il calculé ?

R : Le coefficient de résistance thermique, ou TCR, représente l'augmentation moyenne de la résistance par K d'un hypothétique RTD mesurant 11 Ω à 0 °C. Le TCR est similaire à alpha (α) qui est généralement associé aux thermistances. Le TCR est la variation moyenne de la résistance entre 0 °C et 100 °C et est calculé à l'aide de la formule suivante :

TCR = (R100-R 0)/(R0*100) °C

Q : Comment puis-je calculer la résistance des éléments Pt à couche mince à des températures autres que 0 °C ?

R : La formule de calcul d'un élément RTD en platine est définie dans la norme DIN EN 60751 et se présente comme suit :

Pour T ≥ 0 °C : RT = R0 * (1+a * T + b * T2)

Pour T < 0 °C : RT = R0 * [1+a * T + b * T2 + c * (T-100°C) * T3]

Coefficients : a = 3,9083E-03 b = -5,775E-07 c = -4,183E-12

Q : Quelle est la tolérance à des températures autres que 0 °C ?

R : La précision de ces éléments RTD est définie dans la norme DIN EN 60751 et suit les formules énumérées ci-dessous :

Où |T/°C| est la valeur absolue de la température en °C

Q : Quelle est la différence entre les types de fils conducteurs en "nickel plaqué or" et en "argent" ?

R : Le fil en nickel plaqué or permet un fonctionnement sur une plage de température allant jusqu'à 600 °C, tandis que le fil en argent est limité à un fonctionnement allant jusqu'à 300 °C. Le fil en nickel plaqué or est généralement utilisé lorsque les connexions à l'élément seront effectuées par soudage ou brasage, tandis que le fil en argent est mieux adapté à la soudure à fusion.

Q : Les éléments peuvent-ils être utilisés en dehors de la plage de température indiquée pour chaque classe de précision ?

R : Les éléments à couche mince Pt sont tous fabriqués à l'aide des mêmes matériaux et procédés, mais ils sont testés et étalonnés en fonction de leur classe de précision correspondante. Cela signifie que chaque élément peut fonctionner sur toute la plage allant de -200 °C à + 600 °C (pour le fil en nickel plaqué or) mais, si l'élément est utilisé en dehors de la plage de température, la précision étalonnée ne peut pas être garantie.

Par exemple, les éléments de classe de précision A (F0.15) sont étalonnés selon la précision définie dans la norme DIN EN 60751 sur la plage de température allant de -30 °C à +300 °C. Le fonctionnement en dehors de cette plage n'endommagera pas l'élément, mais cela peut entraîner de légers décalages dans l'étalonnage et les spécifications de précision d'origine ne peuvent plus être garanties.

Q : Quelles sont les spécifications applicables aux éléments à couche mince en platine ?

R : La gamme à couche mince en platine (PTF) est conçue et fabriquée pour répondre à la spécification DIN EN 60751.

• Les spécifications CEI 60751 et ASTM E1137 sont très similaires. 
• Les spécifications CEI 60751 et DIN EN 60751 sont identiques.
• La spécification DIN est essentiellement la spécification CEI avec une page complémentaire. 
• La norme DIN EN 60751 et la norme ASTM E1137 sont très similaires, car les deux spécifications s'appliquent à la courbe standard de platine à coefficient de température de 3 850 ppm/K et sont basées sur l'échelle de température ITS-90. L'une des principales différences entre les deux spécifications est la définition des classes de tolérance, comme suit :

Où |T| est la valeur absolue de la température en °C

Q : Est-il possible de créer un conditionnement sur mesure pour l'assemblage, en plus de l'élément ?

R : Oui, TE Connectivity se spécialise dans les sondes et les assemblages et offre un certain nombre d'assemblages RTD standard et sur mesure qui peuvent être fabriqués pour répondre aux besoins exacts d'un client. L'assemblage peut consister en quelque chose d'aussi simple qu'un morceau de gaine thermorétractable rajouté sur l'élément avec des extensions de fils de plus gros calibre (AWG) ; jusqu'à des assemblages entièrement renforcés avec un boîtier métallique, des extensions de fils, des capsules et des connecteurs. En savoir plus sur les sondes et assemblages RTD.