Erreurs possibles et précautions d'emploi

Erreurs

Les systèmes de thermomètre à résistance sont sensibles à trois types d'erreurs :

Quelques sources d'erreur sont électriques ; d'autres résultent de la construction mécanique du thermomètre. Les sources d'erreur potentielles incluent l'interchangabilité et la conformité :

La conformité indique de quelle quantité il est permis de dévier de la courbe standard. La conformité a deux composantes : une tolérance à la température de référence, habituellement 0°C, et une tolérance sur la pente.

Ces écarts possibles sont définis par la normalisation. Par exemple, le norme DIN 43760 classe B, exige le calibrage à moins de 0,12Ω (0.3°C) à 0°C, mais permet à la courbe de s'écarter du nominal 0,00385 de ±0.000012 Ω/Ω/°C. Ceci peut donner des écarts de 0.8°C à 100°C, 1.3°C à 200°C, et jusqu'à 3.8°C à 700°C.

Il est donc important de connaître, avec précision, les tolérances du moyen utilisé.

Auto-chauffage (Self-heating)

Un thermomètre à résistance est une sonde passive, il nécessite le passage d'un courant de mesure de produire un signal utile. Ce courant de mesure chauffe l'élément et élève sa température, des erreurs en résulteront à moins que la chaleur supplémentaire ne soit absorbée.

L'auto-chauffage est exprimé en mW/°C, qui est la puissance en milliwatts (1000.RI²) qui élève la température interne de la sonde de 1°C. Plus le nombre de mW/°C est élevé, moins le phénomène est important.

Comme exemple, supposons un courant de mesure de 5 mA à travers des sonde Pt100 dans une ambiance à 100°C. Les spécifications indiquent 50 mW/°C dans l'eau se déplaçant à 1 m/sec. La quantité de la chaleur produite est : 1000 mW * (0,005 A)² * (138,5Ω) = 3,5 mW ; l'erreur d'auto-chauffage est : (3,5 mW)/(50 mW/°C) = 0.07°C.

Les moyens de mesure modernes utilisent des courants de mesure très faibles, de l'ordre de 100μA et même moins. Ce qui, dans le cas précédent, donnerait une erreur d'élévation de température de seulement (0.00138 mW)/(50 mW/°C) = 0,000027°C, ce qui est négligeable.

L'erreur résultante est inversement proportionnelle à la capacité du thermomètre d'évacuer la chaleur supplémentaire ; ce qui dépend des matériaux, de la construction, et de l'environnement de thermomètre.

Le plus mauvais cas se produit quand une résistance de valeur élevée est dans un petit corps. Les RTD film, avec peu de superficie pour absorber la chaleur, en sont un exemple. L'auto-chauffage dépend également du milieu dans lequel le thermomètre est immergé. L'erreur dans l'air immobile peut être 100 fois plus grande que dans l'eau en mouvement.

Vitesse de réponse

Une constante de temps indique la réponse d'un thermomètre à résistance au changement de température. Une expression commune est le temps que met un thermomètre pour refléter 63,2% d'un échelon de température l'eau en mouvement.

La vitesse de réponse dépend de la masse du thermomètre et du taux des transferts thermiques entre la surface externe de l'élément et le milieu dans lequel il est plongé. Une petite constante de temps réduit les erreurs dans un système sujet aux changements rapides de température.

MÀJ : 20 août 2019

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