Tipo di prodotto
Un rilevatore di temperatura a resistenza misura la temperatura dalla variazione di resistenza elettrica del suo elemento sensibile. La locuzione descrive il componente che rileva, e non lo strumento completo: è questa la distinzione pratica, perché ciò che si acquista con questo nome è l'elemento con la sua protezione immediata e i suoi fili di collegamento, non un gruppo montato con filettatura di processo, testa e morsettiera.
Un rilevatore di temperatura a resistenza misura la temperatura dalla variazione di resistenza elettrica del suo elemento sensibile. La locuzione descrive il componente che rileva, e non lo strumento completo: è questa la distinzione pratica, perché ciò che si acquista con questo nome è l'elemento con la sua protezione immediata e i suoi fili di collegamento, non un gruppo montato con filettatura di processo, testa e morsettiera.
Questo lo rende l'acquisto giusto in due situazioni. La prima è quando chi compra ha già un corpo proprio: un corpo plastico stampato, una scheda a circuiti stampati, un blocco di metallo lavorato, un corpo sonda di disegno proprio. La seconda è quando l'elemento sensibile viene acquistato per essere montato dentro qualcos'altro, o per essere sostituito dentro un dispositivo progettato attorno a un componente con fili, e dove un gruppo completo con attacco di processo avrebbe la forma sbagliata e il costo sbagliato.
Sotto la stessa voce stanno due famiglie. Gli elementi metallici, dei quali il platino è la scelta usuale e Pt100 e Pt1000 le siglature più note, hanno una resistenza che sale quando si scaldano e segue una curva pubblicata, che un elemento segue più o meno come un altro. I termistori semiconduttori, in particolare quelli a coefficiente di temperatura negativo, hanno una resistenza che scende quando si scaldano e cambia molto più ripidamente su un intervallo ristretto. Nel senso letterale entrambi sono rilevatori di temperatura a resistenza ed entrambi si forniscono come componenti con fili, ma in un circuito non sono interscambiabili.
La distinzione conta commercialmente. Chi ha bisogno di una lettura che tenga la concordanza fra strumenti e possa essere verificata dopo compra un elemento in platino, e paga la sua curva. Chi ha bisogno di una risoluzione fine su un intervallo ristretto, in un termostato, in un pacco di batterie o in un elettrodomestico, compra un termistore e paga per questo una frazione del prezzo. Vendere l'uno per l'altro è il punto dove l'ingegneria va storto.
La resistenza cambia con la temperatura perché cambia il comportamento elettrico del materiale. In un metallo il reticolo disperde di più i portatori di carica quanto più vibra, quindi la resistenza sale con la temperatura in modo vicino al lineare su un intervallo moderato, ed è governata da un solo coefficiente, intorno a 0,00385 per grado per il platino. In un termistore semiconduttore cambia con la temperatura il numero di portatori di carica disponibili, e in un tipo a coefficiente negativo quell'effetto domina e la resistenza scende di molto: la variazione per grado a temperatura ambiente è parecchie volte quella di un elemento in platino.
La ripidità è il prezzo che si paga. Una curva ripida risolve con facilità un piccolo incremento di temperatura, ed è per questo che un termistore si presta a un termostato che deve tenere una banda stretta senza un convertitore costoso. La stessa ripidità rende la curva fortemente non lineare su un intervallo ampio, quindi la lettura va linearizzata rispetto all'elemento reale e non rispetto a una curva standard pubblicata. Un elemento in platino è più dolce e più regolare, ed è questo che rende la sua curva normalizzata e le sue letture comparabili fra strumenti e nel tempo.
La resistenza dei fili è l'errore che mette in difficoltà chi installa, e la convenzione sui conduttori esiste proprio per quello. In un collegamento a due fili la resistenza dei conduttori in rame si somma alla resistenza dell'elemento e appare come una deviazione di temperatura che il circuito di lettura non può distinguere dalla misura. Un collegamento a tre fili cancella l'effetto di fili fra loro uguali, ed è per questo che è il compromesso usuale. Un collegamento a quattro fili elimina quasi del tutto la resistenza dei fili dalla misura. La scelta è una decisione di misura, e si prende insieme all'elemento e non dopo.
L'auto-riscaldamento è l'altro errore. Qualunque corrente di eccitazione dissipa potenza nell'elemento, e il rialzo di temperatura che ne risulta dipende da quanto in fretta il calore riesce a uscire attraverso il corpo dell'elemento e attraverso ciò su cui è montato. Un elemento piccolo in aria ferma si scalda più dello stesso elemento in un liquido in movimento, quindi la corrente di eccitazione ammissibile dipende dall'installazione e non dall'elemento da solo. È anche per questo che una costante di dissipazione, quando è pubblicata, è una dichiarazione su una condizione dichiarata e non una proprietà generale.
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Decisione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
|---|---|---|
| Materiale dell'elemento | Platino, nichel, rame, o un termistore semiconduttore a coefficiente negativo o positivo | La forma della curva resistenza-temperatura, se è normalizzata e quindi se la lettura può essere riprodotta da un altro strumento o verificata contro un riferimento. |
| Resistenza nominale | 100 Ω, 1000 Ω e altri per il platino; qualche migliaio di ohm alla temperatura di riferimento per un termistore | La resistenza che il circuito di lettura deve risolvere e la corrente di eccitazione che può usare. Un elemento da 1000 Ω sviluppa a parità di corrente un segnale quattro volte maggiore di uno da 100 Ω, e questo conta dove la resistenza dei fili è significativa. |
| Classe di tolleranza | Una classe o un grado che definisce lo scarto ammesso alla temperatura di riferimento e lungo il campo | Quanto lontano l'elemento può stare dalla curva standard. Due elementi della stessa classe concordano strettamente; senza una classe dichiarata, due elementi concordano solo vicino alla temperatura di riferimento. |
| Numero di conduttori | Due, tre o quattro fili, e dove l'elemento è un termistore due fili quasi sempre | Quanta resistenza dei fili resta dentro la lettura. È la decisione che più spesso separa una lettura che regge su una tiratura lunga da una che non lo fa, e lo fa in silenzio. |
| Costruzione dell'elemento | Avvolgimento di filo su un supporto, film sottile su un substrato, o una perla stampata o incapsulata in vetro | La tolleranza alle vibrazioni, quanto in fretta risponde l'elemento, la dimensione realizzabile e quanta dell'accuratezza del gruppo sopravvive al servizio. |
| Protezione e fili | Elemento nudo, incapsulamento in vetro o resina, un tubetto metallico, isolamento e lunghezza dei fili | Ciò che l'elemento sopporta in servizio e come viene montato nel corpo proprio di chi compra. La temperatura massima dell'isolamento dei fili è un limite separato dal campo dell'elemento, e spesso è quello che si raggiunge per primo. |
| Criterio | Come chiarirlo | Perché determina la risposta |
|---|---|---|
| Se la lettura deve concordare fra strumenti | Chieda se due punti verranno confrontati, se una lettura sarà ripetuta nel tempo o se il valore sarà oggetto di una verifica. | È la domanda che separa le due famiglie. Una curva normalizzata è ciò che rende possibile la concordanza, e un termistore non ne ha una a una tolleranza utile. |
| L'escursione da coprire | Prenda il campo di lavoro e le escursioni, poi confronti il tutto con la linearità della curva disponibile. | Un elemento in platino copre un intervallo ampio con una curva dolce. Un termistore risolve finemente su una finestra ristretta e poi smette di essere praticabile, perché la variazione di resistenza per grado si esaurisce agli estremi del suo campo. |
| La risoluzione davvero necessaria | Dichiari la più piccola variazione di temperatura che l'applicazione deve mostrare, non la più piccola che lo strumento può visualizzare. | La risoluzione si paga con il segnale e con la qualità del convertitore. Dove il requisito è grossolano bastano un elemento in platino e un convertitore modesto; dove è fine su una banda ristretta, il termistore è la strada più economica allo stesso risultato. |
| Distanza dal circuito di lettura | Misuri la tiratura e decida il numero di conduttori prima che l'elemento sia ordinato. | In un circuito a due fili la resistenza dei fili si aggiunge alla misura e si può cancellare solo con più conduttori. La decisione sul collegamento si prende una volta sola, sull'elemento, e non si recupera dopo nel software. |
| Eccitazione disponibile | Stabilisca quanta corrente può fornire il circuito di lettura e quanta potenza questo dissipa nell'elemento. | Poca corrente e il segnale si perde nel rumore; troppa e l'elemento si scalda da solo fino a sbagliare la lettura. Un elemento a bassa resistenza è dei due il più tollerante, che è una delle ragioni per cui gli elementi in platino da 1000 Ω sono comuni. |
| Come l'elemento è montato | Decida se è annegato in resina, bloccato, inserito in una sede meccanizzata o tenuto contro una superficie. | Il percorso termico dall'elemento a ciò che viene misurato fa parte della misura. Un elemento con un'ottima tolleranza e un cattivo percorso termico dà una lettura dei propri dintorni. |
| Certificazione e tracciabilità | Dichiari se è richiesto un certificato e cosa deve dire. | Su un elemento con fili questa è nella maggior parte dei casi un acquisto separato, e va concordato insieme all'elemento e non aggiunto dopo, perché si riferisce al componente specifico fornito. |
Questi sono i tipi in cui una richiesta per un rilevatore di temperatura a resistenza si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa lo distingue da un elemento per rilevatore a resistenza |
|---|---|
| Sensori di temperatura RTD | Lo stesso principio di misura fornito come gruppo completo: elemento in guaina, con attacco di processo e testa di collegamento. Dove il requisito è una sonda già montata e collegabile, e non un componente, il gruppo è la specifica più completa e questa pagina è quella sbagliata. |
| Termocoppie | Generano una tensione invece di variare una resistenza, quindi non chiedono eccitazione, rispondono in fretta e sopportano temperature più alte. Ciò che perdono è la concordanza fra strumenti che una curva di resistenza normalizzata fornisce. |
| Trasmettitori di temperatura | Leggono l'elemento e lo convertono in un'uscita su circuito, e non misurano nulla di proprio. Dove l'elemento è fornito come componente, il trasmettitore è di solito montato lontano da esso e non dentro una testa. |
| Regolatori di temperatura | Leggono l'elemento e pilotano un riscaldamento o un raffreddamento verso un valore impostato. È lì che un elemento con fili finisce più spesso, ed è la parte che va configurata per la curva dell'elemento e per il numero di conduttori. |
| Termometri digitali | Portatili e completi, con un proprio display e una propria batteria, pensati per verifiche puntuali. Contengono un elemento di qualche tipo e non sono un sostituto di un elemento, perché non possono essere montati dentro un altro dispositivo né lasciati in un processo. |
Le due famiglie condividono il nome e quasi nient'altro. Decida prima se la lettura deve essere riproducibile fra strumenti, poi scelga l'elemento, poi il numero di conduttori.
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
Prodotti disponibili
Rilevatori di temperatura a resistenza
Sonda NTC in acciaio inox con elemento da 10 kΩ a 25 °C e costante B di 3950 K, con fili e capicorda a spina per schede di controllo e moduli.
Anche in Misura di temperatura
Tutti i tipi per cui quotiamo in Misura di temperatura. Un tipo senza ancora un link è comunque quotabile - è descritto nella Misura di temperatura panoramica, e riceve una pagina propria non appena viene pubblicato un modello per essa.
Domande frequenti
In senso letterale sì: è un rilevatore la cui resistenza indica la temperatura, e la locuzione lo comprende. Nell'uso comune l'abbreviazione è arrivata a significare l'elemento metallico con curva normalizzata e crescente, ed è questo il significato che la maggior parte delle persone ha in mente, quindi vale la pena dichiarare quale famiglia si vuole invece di affidarsi al termine. Le due si comportano in modo diverso, sono specificate da numeri diversi e non sono sostituibili l'una con l'altra senza cambiare il circuito di lettura.
Perché i conduttori devono essere collegati all'elemento e portati fuori insieme. Un elemento a tre fili ha tre fili per costruzione, e un circuito a due fili non può recuperare la resistenza dei fili che un elemento a tre fili aveva cancellato. Dove la tiratura è lunga o la resistenza dell'elemento è bassa, un elemento a due fili leggerà uno scostamento che nessuna regolazione dello strumento riesce a separare dalla misura.
Quanto lontano l'elemento può discostarsi dalla curva standard alla temperatura di riferimento, e di solito come cresce lo scarto ammesso lungo il campo. Non copre la resistenza dei fili, l'auto-riscaldamento né il percorso termico verso il mezzo. Sono queste le voci che di solito rendono una lettura installata peggiore di quanto la classe faccia pensare, ed è per questo che una classe è un punto di partenza e non una dichiarazione sull'installazione.
Quanta meno possibile, purché il circuito di lettura riesca ancora a risolverla senza rumore, perché ogni corrente dissipa potenza nell'elemento e lo scalda. Il rialzo di temperatura che ne risulta dipende da quanto in fretta il calore esce, quindi lo stesso elemento tollera più corrente in un liquido in movimento che in aria ferma. Dove una costante di dissipazione è pubblicata, essa descrive una condizione dichiarata, e il valore sicuro per un'installazione va ricavato da come l'elemento è montato.
Sì, ed è proprio a questo che serve un elemento con fili. Ciò che chi compra si assume è allora il percorso termico: come l'elemento è bloccato o annegato, quanto bene tocca la superficie che sta misurando e quanto ne resta esposto. Queste cose decidono la lettura più della tolleranza dell'elemento stesso, ed è per questo che un buon elemento montato male misura male.
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