RTD - Valeurs de la résistance
Les valeurs communes des résistances des RTD s'étendent de 10 ohms pour le modèle cage d'oiseau à plusieurs milliers ohms pour les RTD à film métallique. La valeur la plus commune est de 100 ohms à 0 °C (Nommée Pt 100).
Coefficient de température
Le coefficient de température normalisé DIN 43760 du fil de platine est : α = 0.00385. Pour une résistance de 100 ohms à 0 °C, ceci correspond à + 0,385 ohm par °C (α européen) qui est la pente moyenne de 0°C à 100°C. Il existe une grande variété de RTD qui ont des coefficients α différents et des valeurs ohmiques à 0°C précisés dans leurs caractéristiques techniques. La RTD la plus utilisée est celle ayant un coefficient α de 0.00385 et une valeur ohmique à 0°C de 100 Ω. Elles est dénommée Pt100 et c'est elle qui sera l'objet de toutes les explications et calculs de ces pages.
| R à 0°C (Ω) | α (Ω/Ω/°C) | Sensibilité (Ω/°C) |
|---|---|---|
| 25.5 | 0.00392 | 0.1 |
| 100 | 0.00392 | 0.392 |
| 100 | 0.00391 | 0.391 |
| 100 | 0.00385 | 0.385 |
| 200 | 0.00385 | 0.770 |
| 470 | 0.00392 | 1.845 |
| 500 | 0.00392 | 1.963 |
| 500 | 0.00391 | 1.955 |
| 500 | 0.00385 | 1.925 |
| 1000 | 0.00385 | 3.850 |
| 1000 | 0.00375 | 3.750 |
| 10000 | 0.00385 | 38.50 |
| Paramètre | Class A | Class B |
|---|---|---|
| R0 | 100Ω ±0,06% | 100Ω ±0,12% |
| Alpha, α | 0,00385 ±0,000063 | 0,00385 ±0,000063 |
| Plage | -200°C à 650°C | -200°c à 850°C |
| Res, RT | ±(.06+.0008|T|-2e-7T2) | ±(.12+.0019|T|-6e-7T2) |
| Temp, T | ±(0.3+0.002|T|)°C | ±(0.3+0.005|T|)°C |
Mesure de la résistance
Figure 38 - Impédance de ligne
La pente et la valeur absolue sont de petits nombres, particulièrement quand nous considérons le fait que les fils de mesure reliés à la sonde peuvent être de plusieurs ohms ou même dizaines d'ohms. Une petite impédance de fil peut contribuer à une erreur significative de notre mesure de la température (figure 38). Une impédance de fil de 10 ohms implique une erreur de 10/0,385 soit environ 26°C dans ce cas.
Pont de Wheatstone
Figure 39 - Mesure par pont de Wheatstone
Une des méthodes pour éviter ce problème est l'utilisation d'un moyen de mesure en pont (figure 39).
La mesure par un pont, ici un pont de Wheatstone, est une indication indirecte de la résistance de la RTD. Le pont nécessite quatre fils de raccordement, une source extérieure, et trois résistances qui ont un coefficient de température nul.
Pont avec trois fils
Figure 40 - Mesure par pont en extension
Pour éviter de soumettre les trois résistances du pont à la même température que la RTD, on sépare celle-ci du pont par une paire de fils de liaison (figure 40).
Ces fils recréent le problème que nous avons eu précédemment : L'impédance des fils de liaison affecte la lecture de la température. Cet effet peut être réduit au minimum en employant une configuration de pont en trois fils (figure 41). Si les fils A et B sont de la même longueur, leurs effets d'impédance s'annuleront parce que chacun est dans une partie opposée du pont. Le troisième fil, C, agit comme mesure dans lequel il ne circule aucun courant.
Figure 41 - Mesure par pont 3 fils
Le pont de Wheatstone représenté sur la figure 41 crée un rapport non linéaire entre le changement de résistance et le changement de tension de mesure du pont. Ceci nécessite une équation additionnelle pour convertir la tension de mesure du pont en impédance équivalente de RTD.
Mesure en 4 fils
Figure 42 - Mesure en 4 fils
La meilleure technique est d'utiliser une source de courant connu et de mesurer, à distance, la tension au bornes de la RTD. Comme aucun courant ne circule dans les fils de mesure de tension, il n'y a aucune chute de tension et, donc, aucune erreur de mesure de résistance. La tension lue sur le voltmètre est directement proportionnellle à la valeur de la résistance de la RTD.
Les trois résistances du pont sont remplacées par une résistance de référence permettant de connaître avec précision le courant généré (figure 42). L'inconvénient est de nécessiter un fil de plus que le pont à 3 fils. C'est un petit prix à payer pour obtenir avec exactitude la mesure de la résistance.
Erreurs
Bien qu'étant d'une excellente précision, la mesure de résistance en 4 fils, comme toute mesure, sera toujours affectée d'erreurs et le résultat sera entaché d'incertitudes qu'il faudra minimiser en prenant toutes les précautions nécessaires. Généralités sur les mesures