Mesure de la température

Pt100 – Les informations les plus importantes, en un clin d'oeil

La Pt100 joue un rôle majeur dans la mesure industrielle de la température des liquides, des gaz et des solides. Elle est disponible en différentes versions. Apprenez-en plus sur ce capteur de température intelligent, sa conception et son comportement !

Table des matières

Qu'est-ce qu'une Pt100?

La Pt100/Pt 100 est l'élément sensible le plus fréquemment utilisé dans les thermomètres industriels. Sa résistance ohmique se modifie en fonction de la température. Connectée à une unité d'évaluation, la température peut être déterminée à partir de la résistance mesurée. La Pt100 est souvent aussi appelée capteur Pt100 ou capteur de résistance.

Comment est construite une Pt100?

La Pt100 est généralement utilisée comme capteur de température à puce de platine et se compose d'un support en céramique sur lequel une fine couche de platine est appliquée par un processus de pulvérisation cathodique. En raison de l'épaisseur très fine de la couche, le terme de capteur à couche mince est également couramment utilisé. La couche de platine est ensuite structurée en méandres par un procédé photolithographique. Les fils de connexion sont soudés sur des plaquettes et ces surfaces de contact sont soulagées par une couche de verre. Une autre couche de verre - fondue - sert de couche de recouvrement pour protéger les méandres de platine des influences extérieures et sert d'isolant.

Structure d'une sonde Pt100

Structure d'une sonde Pt100

Comparaison de la taille d'une sonde Pt100

Comparaison de la taille d'une sonde Pt100

Where is a Pt100 with connection wires used?

A wired Pt100 is mainly used in industrial electrical temperature measurement in RTD temperature probes.


En outre, les capteurs à couche mince sont disponibles en version SMD (Surface Mounted Device). Ils n'ont pas de connexions filaires, mais sont soudés directement sur la carte de circuit imprimé par des capuchons de connexion soudables.

Structure d'un capteur Pt100 en version SMD

Structure d'un capteur Pt100 en version SMD

Comparaison de la taille d'un capteur Pt100 en version SMD

Comparaison de la taille d'un capteur Pt100 en version SMD

Where is a Pt100 in SMD design type used?

Pt100 sensors in DMD design type are suitable for surface or ambient temperature measurement on circuit boards and are the preferred choice for temperature monitoring or compensation circuits. In addition, a popular use of SMD sensors is the construction of measuring inserts for temperature probes. A circuit board is automatically equipped with the Pt100 sensors in SMD design type to form a preassembled measuring insert that can be slid into a thermowell. Such probes are used, for example, in large numbers for heat quantity measurement.


Qu'est-ce qu'une Pt100 filaire?

Les capteurs de température à puce en platine existent depuis les années 1980. Ils ont largement remplacé les capteurs Pt100 à enroulement filaire en platine utilisés jusqu'alors. Les fils de ces capteurs sont soit fondus dans du verre (capteur en verre), soit logés dans les trous d'un tube en céramique (capteur en céramique).

Structure d'un capteur en verre

Structure d'un capteur en verre

Structure d'un capteur en céramique

Structure d'un capteur en céramique

Où sont utilisées les sondes Pt100 filaires? 

Ces capteurs permettent d'effectuer des mesures jusqu'à une température de 800°C. Ils sont donc toujours utilisés pour des applications spéciales (par exemple, dans certains laboratoires). Toutefois, les éléments à puce décrits ci-dessus restent les plus souvent rencontrés.

Que signifie "Pt100"?

"Pt" est le symbole chimique du platine, et le nombre "100" désigne la résistance de base, qui est de 100 ohms à 0°C.

Comment fonctionne une Pt100?

À uen température de 0°C, une Pt100 a une résistance de base de 100 ohms. Lorsque la température augmente ou diminue, cette résistance varie. La modification de la résistance est d'environ 0,38 ohm/kelvin. La courbe caractéristique de cette variation de résistance est normalisée (DIN EN 60751). Les unités d'évaluation peuvent donc déterminer la température au niveau de la sonde en mesurant la résistance de la Pt100. 

Découvrez plus d'informations sur l'application des capteurs Pt100 dans les thermomètres électriques en regardant la vidéo :


Qu'est-ce qu'un tableau de résistance Pt100? 

Le comportement d'une Pt100 décrit ci-dessus est documenté dans un tableau de résistance. Il s'agit d'un tableau des valeurs de référence de la résistance d'une Pt100 pour chaque variation de 1°C:

°C

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

100.000

100.391

100.781

101.172

101.562

101.953

102.343

102.733

103.123

103.513

10

103.903

104.292

104.682

105.071

105.460

105.849

106.238

106.627

107.016

107.405

20

107.794

108.182

108.570

108.959

109.347

109.735

110.123

110.510

110.898

111.286

30

111.673

112.060

112.447

112.835

113.221

113.608

113.995

114.382

114.768

115.155

40

115.541

115.927

116.313

116.699

117.085

117.470

1178.56

118.241

118.627

119.012

50

119.397

119.782

120.167

120.552

120.936

121.321

121.705

122.090

122.474

122.858

60

123.242

123.626

124.009

124.393

124.777

125.160

125.543

125.926

126.309

126.692

70

127.075

127.458

127.840

128.223

128.605

128.987

129.370

129.752

130.133

130.515

80

130.897

131.278

131.660

132.041

132.422

132.803

133.184

133.565

133.946

134.326

90

134.707

135.087

135.468

135.848

136.228

136.608

136.987

137.367

137.747

138.126

100

138.506

138.885

139.264

139.643

140.022

140.400

140.779

141.158

141.536

141.914


Quelle formule pour une Pt100?

Pour les capteurs de température métalliques, un polynôme peut être utilisé pour calculer la résistance du capteur en fonction de sa température.

La formule de base du polynôme du second ordre est la suivante :

R(T) = R0 x (1 + A x ϑ + B x ϑ2)

R0: Résistance de base à 0 °C

ϑ: Température en °C

A, B: coefficients individuels du capteur Pour une Pt100, la résistance de base est de 100 Ω et les coefficients sont de 3,9083 ×10-3 °C-1 (A) et -5,775 ×10-7 °C-2(B). Substituée dans le polynôme, la formule du Pt 100 est la suivante :

R(T) = 100 Ω x (1 + 3.9083 ×10-3 °C-1 x ϑ - 5.775 ×10-7 °C-2x ϑ2)

Cette formule n'est valable que pour les températures positives.

Existe-t-il d'autres résistances de référence?

Les sondes en platine existent également pour des résistances de base telles que 1000 ohms à 0 °C (Pt1000). D'autres résistances nominales peuvent être produites, mais elles sont rares.

Pour quelles température une Pt100 est-elle adpatée? 

La technologie des couches minces permet d'effectuer des mesures dans une plage allant de -70 à +600 °C.

Qu'en est-il de la précision d'une Pt100 ?

Les tolérances sont spécifiées dans la norme. Pour les résistances à couche mince, il existe des classes de tolérance ou des classes de précision Pt100 allant de F 0,1 (haute précision) à F 0,6 (faible précision). La tolérance ou la déviation maximum est déterminée selon la norme en insérant la température de mesure dans la formule correspondante.

Classes de précision Pt100
Classes de précision Déviation maximale [K]
F 0,1 ±(0,1 + 0,0017 x ItI)
F 0,15 ±(0,15 + 0,002 x ItI)
F 0,3 ±(0,3 + 0,005 x ItI)
F 0,6 ±(0,6 + 0,01 x ItI)

Voici deux exemples:

Détermination de la tolérance pour un capteur de classe F 0,1 et une température de mesure de 100°C :

±(0,1+0,0017 x I100I= ± 0,27 K (correspond à ±0,27 °C)


Détermination de la tolérance pour un capteur de classe F 0,3 et une température de mesure de 400 °C :

±(0,3+0,005 x I400I= ± 2,3 K (correspond à ±2,3 °C)

Quels sont les avantages d'une Pt100? 

Les capteurs Pt100 sont très stables sur le long terme. Cela s'explique principalement par leur matière première, le platine, qui est un matériau très résistant. La courbe caractéristique des capteurs étant normaliséesi celle-ci est disponible dans une unité d'évaluation, l'évaluation du signal de température est possible. En raison de la normalisation, la disponibilité de pièces de rechange pour les capteurs ou les thermomètres assemblés ne pose aucun problème.