Elementos de película fina RTD de platina - Perguntas frequentes

P: Qual é o tipo mais comum de elemento RTD de platina?

R: O Pt100 é o tipo mais comum de elemento detector de temperatura de resistência de platina (RTD). O valor de resistência de base para um RTD Pt100 é de 100 Ω a 0 °C (ponto de gelo) e eles estão disponíveis nas versões de película fina ou fio enrolado.

P: Os elementos de película fina de platina são oferecidos em uma variedade de tamanhos, qual deles eu escolho?

A: Há quatro tamanhos padronizados disponíveis (CxLxE):

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

Normalmente, para um novo design, recomendamos o Contorno PTFC devido ao seu preço unitário relativamente baixo e versatilidade para caber em estruturas de tamanhos variados, o que proporciona maior valor agregado a sondas e conjuntos. Com base nos seus requisitos de design, temos outros tamanhos disponíveis, permitindo dimensões de contorno menores onde o tamanho ou a resposta ao tempo forem fatores cruciais. Também temos opções para aplicações que utilizam um tamanho maior ou exigem mais energia, a tabela abaixo resume algumas das características com base no tamanho do elemento.

P: O que é um coeficiente de autoaquecimento?

R: O coeficiente de autoaquecimento define a quantidade de autoaquecimento ou o aumento de temperatura para o elemento, com base na quantidade de energia que o atravessa. Esse aumento de temperatura não é desejável, pois potencialmente introduzirá erros na medição de temperatura.

Por exemplo, o contorno PTFD tem um coeficiente de autoaquecimento no ar fluindo a 1 m/s de 0,33 °C/mW, o que significa que para cada mW de potência através do dispositivo causará um aumento na temperatura do elemento de 0,33 °C, além da temperatura ambiente.

Uma regra geral é que os erros de autoaquecimento devem ser limitados a não mais do que 10% da precisão desejada. Assim, por exemplo, um elemento PTFD com uma tolerância classe A teria uma precisão de ±0,15 °C a 0 °C. Portanto, o erro do autoaquecimento deve ser limitado a 0,015 °C, o que implicaria que a potência fosse limitada a ±0,015 °C / 0,33 °C/mW = 0,045 mW.

Uma vez que a energia para um elemento resistivo como um RTD é igual a I2R, Máx I = SQRT(0,045 mW/100 Ω) para um elemento Pt100 ou 0,0213 A ou 21,3 mA.

P: O que é TCR e como é calculado?

R: O coeficiente térmico de resistência, também conhecido como TCR, é o aumento médio de resistência por K de um RTD hipotético medindo 11 Ω a 0 °C. O TCR é semelhante ao alfa (α), que é geralmente associado a termistores. O TCR é a variação média da resistência entre 0 °C e 100 °C, e é calculado usando a fórmula:

TCR = (R100-R0)/(R0*100)°C

P: Como calcular a resistência para elementos de película fina de platina em temperaturas diferentes de 0 °C?

R: A fórmula de cálculo para um elemento RTD de platina é definida no DIN EN 60751, e é a seguinte:

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

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

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

P: Qual é a tolerância à temperatura em temperaturas diferentes de 0 °C?

R: A precisão desses elementos RTD é definida no DIN EN 60751, e segue as fórmulas listadas abaixo:

Onde |T/ °C| é o valor absoluto da temperatura em °C

P: Qual é a diferença entre os tipos de fio de contato "fio de níquel revestido de ouro" e "fio de prata"?

A: O fio de níquel revestido de ouro permite o funcionamento em toda a faixa de temperatura até 600 °C, enquanto o fio de prata é limitado a operação até 300 °C. O fio de níquel revestido de ouro é normalmente usado quando as conexões ao elemento serão feitas via soldagem ou brasagem, enquanto o fio de prata é mais adequado para soldas.

P: Os elementos podem ser operados fora da faixa de temperatura observada para cada classe de precisão?

A: Os elementos de película fina de platina são todos fabricados usando os mesmos materiais e processos, mas são testados e calibrados com base em sua classe de precisão correspondente. Isso significa que cada elemento pode operar ao longo da faixa completa de -200 °C a +600 °C (para o fio de níquel revestido de ouro), mas, se o elemento for operado fora da faixa de temperatura de precisão, a precisão calibrada não poderá mais ser garantida.

Por exemplo, os elementos da classe de precisão A (F0.15) são calibrados para uma precisão definida em DIN EN 60751, ao longo da faixa de temperatura de -30 °C a +300 °C. A operação fora dessa faixa não danificará o elemento, mas poderá causar pequenas mudanças na calibração da peça e as especificações de precisão originais não poderão mais ser garantidas.

P: Quais especificações se aplicam a esses elementos de película fina de platina?

R: A família de película fina de platina (PTF) foi projetada e fabricada para atender à especificação DIN EN 60751.

• As especificações IEC 60751 e ASTM E1137 são muito semelhantes. 
• As especificações IEC 60751 e DIN EN 60751 são idênticas.
• A especificação DIN é basicamente a especificação IEC com uma página de capa adicional. 
• A DIN EN 60751 e a ASTM E1137 são muito semelhantes, pois ambas as especificações se aplicam à curva padrão de platina do coeficiente de temperatura de 3850 ppm/K, e são baseadas na escala de temperatura ITS-90. Uma diferença primária entre as duas especificações é a definição de classes de tolerância, como segue:

Onde |T| é o valor absoluto da temperatura em °C.

P: Existe alguma capacidade de criação de um acondicionamento personalizado para o conjunto, além do elemento?

R: Sim, a TE Connectivity é especializada em sondas e conjuntos de valor agregado e oferece vários conjuntos RTD padrão e personalizados que podem ser fabricados para atender às necessidades exatas de um cliente. O conjunto pode consistir em algo tão simples como uma peça adicional de tubo termocontrátil sobre o elemento, juntamente com condutores de extensão AWG# maiores para conjuntos totalmente robustos com invólucro de metal, condutores de extensão, encapsulantes e conectores. Saiba mais sobre Sondas e Conjuntos RTD.