User Manual

Guida all'uso di PT-104 13
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3 Informazioni di base
3.1
Termometri a resistenza in platino (PRT)
I termometri a resistenza in platino (PRT) offrono un'eccelente precisione nella
misurazione di un'ampia gamma di tempreature (da -200°C a 850°C). I sensori sono
intercambiabili fra loro, anche se di diversi produttori, e sono disponibili in pacchetti
con diversi gradi di precisione per adattarsi alla maggior parte delle applicazioni.
Diversamente dalle termocoppie, non è necessario l'impiego di cavi speciali per
eseguire il collegamento ai sensori.
Il principio di funzionamento consiste nel misurare la resistenza di un elemento in
platino. Il tipo più comune di sensore (PT100) ha una resistenza di 100 a 0°C e
138,4 a 100°C.
La relazione fra la temperatura e la resistenza è approssimativamente lineare in
considerazione di un intervallo ridotto di temperature. Ad esempio, se considerando
l'intervallo da 0°C a 100°C si suppone che essa sia lineare, l'errore a 50°C corrisponde
a 0,04°C. Per misure di precisione è necessario linearizzare la resistenza così da
ottenere una lettura precisa della temperatura. La più recente definizione della
relazione tra resistenza e temperatura è l’International Temperature Standard 90
(ITS-90). La linearizzazione è fatta automaticamente mediante software.
L’equazione di linearizzazione è:
R
t
= R
0
(1 + A·t + B·t
2
+ C·(t-100)·t
3
)
A = 3,9083 x 10
-3
B = -5,775 x 10
-7
C = (inferiore a 0°C) -4,183 x 10
-12
(superiore a 0°C) 0
Per un sensore PT100, la variazione di temperatura di 1°C provoca una variazione
della resistenza di 0,384 , per cui anche un minimo errore nella misurazione della
resistenza (per esempio la resistenza dei fili che conducono al sensore) può
comportare un errore di un certo rilievo nella misurazione della temperatura. Per
eseguire misurazioni di precisione i sensori sono dotati di quattro fili, due per condurre
la corrente di rilevazione e due per misurare la tensione attraverso l'elemento del
sensore. È inoltre possibile ottenere sensori a tre fili, sebbene questi funzionino sulla
base del presupposto (non sempre valido) per il quale la resistenza di ciascuno dei tre
fili è sempre la stessa.
La corrente attraverso il sensore causerà un certo riscaldamento. Per esempio, una
corrente di rilevazione di 245 µA attraverso un resistore di 100 genera 6 µW di
calore. Se l’elemento sensore non è in grado di dissipare questo calore sarà registrata
un temperatura artificialmente alta. Questo effetto può essere ridotto utilizzando
sensori di grandi dimensioni oppure assicurandosi che vi sia un buon contatto termico
con il suo ambiente.