Mesure de la température

Que devez-vous savoir sur les thermomètres à résistance?

Les thermomètres à résistance sont utilisés dans une grande variété d'applications pour la mesure de la température. Ils se distinguent donc par leur conception - avec tête de raccordement ou câble de raccordement - et par les inserts de mesure utilisés, qui peuvent être équipés de différents capteurs de température, par exemple Pt100, Pt500 ou Pt1000. En outre, une distinction est faite entre la technologie à deux, trois et quatre fils lors du raccordement des thermomètres à résistance.

Comment est construit un thermomètre à résistance?

Il existe toute une série de thermomètres à résistance différents. Les plus courants sont les thermomètres à résistance avec tête de raccordement ou avec câble de raccordement.

Un thermomètre à résistance avec tête de raccordement a une conception modulaire : Il se compose de l'élément de mesure, du fourreau, de la tête de raccordement et de la douille de raccordement à l'intérieur ainsi que, éventuellement, des brides ou des raccords à compression. Seule la partie du thermomètre à résistance sur laquelle la grandeur mesurée agit directement est appelée capteur de température.

Dans le cas des thermomètres à résistance avec câble de raccordement, un élément de mesure et la tête de raccordement ne sont pas nécessaires. Le capteur de température est directement relié au câble de raccordement et inséré dans le fourreau. Pour la décharge de traction, le tube de protection est roulé ou pressé plusieurs fois à l'extrémité (classe de protection IP65). L'intérieur entre la gaine thermométrique et le capteur de température est généralement rempli d'un matériau thermoconducteur pour améliorer le contact thermique avec le milieu mesuré. La température maximale de mesure est principalement déterminée par la résistance à la température de la gaine et du matériau isolant du câble de raccordement.

Qu'est-ce qu'un insert de mesure?

Les inserts de mesure sont des unités prêtes à l'emploi composées d'un capteur de température et d'une douille de raccordement, le capteur de température étant logé dans un tube d'insertion de 6 ou 8 mm de diamètre en SnBz6 selon la norme DIN 17 681 (jusqu'à 300 °C) ou en nickel. Il est inséré dans le fourreau proprement dit, qui est souvent en acier inoxydable.

Comment connecter les thermomètres à résistance?

Dans le thermomètre à résistance, la résistance électrique varie en fonction de la température. Pour enregistrer le signal de sortie, on mesure la chute de tension provoquée par un courant de mesure constant.

Il existe trois types de connexion : à deux fils, à trois fils et à quatre fils.

Dans la technique à deux fils, l'électronique d'évaluation et le capteur de température sont reliés par un câble à deux fils.

Pour la technique à trois fils, un fil supplémentaire est acheminé vers un contact du thermomètre à résistance. Cela crée deux circuits de mesure, dont l'un sert de référence. La technique à quatre fils offre la meilleure option de connexion pour les thermomètres à résistance. Le résultat de la mesure n'est pas affecté par les résistances du plomb ou leurs fluctuations en fonction de la température.

Pourquoi des valeurs mesurées incorrectes peuvent-elles se produire avec la technique à deux fils?

Comme tout autre conducteur électrique, le câble entre le capteur de température et l'électronique d'évaluation possède également une résistance qui est connectée en série avec le capteur de température. Cela signifie que les deux résistances s'additionnent et que l'on obtient une lecture de température systématiquement plus élevée. À plus grande distance, la résistance de ligne peut s'élever à plusieurs ohms et entraîner une falsification considérable de la valeur mesurée.

Afin de contourner les problèmes de la technologie bifilaire décrits ci-dessus et de pouvoir encore renoncer aux câbles multiconducteurs, on utilise des émetteurs bifilaires : l'émetteur convertit le signal du capteur en un signal de courant normalisé, linéaire en température, de 4 ... 20mA. Le transducteur est également alimenté par les deux fils de connexion, un courant de repos de 4 mA est utilisé ici. En raison du point zéro élevé, on parle aussi de "vie zéro". L'émetteur à deux fils offre également l'avantage de réduire considérablement la sensibilité aux interférences en amplifiant le signal.

Il existe deux modèles pour placer l'émetteur. Comme la distance du signal non amplifié doit être aussi courte que possible pour réduire la sensibilité du signal aux interférences, il peut être monté directement dans le thermomètre dans sa tête de raccordement. Cependant, cette solution optimale est parfois contredite par des contraintes de conception ou par le fait que l'émetteur peut être difficile à atteindre en cas de panne. Dans ce cas, on utilise un émetteur pour montage sur rail dans l'armoire de commande. L'avantage d'un meilleur accès, cependant, se fait au prix d'une distance plus longue que le signal non amplifié doit couvrir.

Quel est l'avantage de la troisième ligne dans la technologie à trois fils?

Le circuit à trois fils permet de compenser la résistance de ligne tant dans son amplitude que dans sa dépendance à la température. Les conditions préalables sont toutefois des propriétés identiques pour les trois noyaux et les mêmes températures auxquelles ils sont exposés. Comme cela est vrai avec une précision suffisante dans la plupart des cas, la technique des trois fils est la plus répandue aujourd'hui. L'équilibrage des lignes n'est pas nécessaire.

Comment fonctionne la technique des quatre fils?

Le thermomètre est alimenté en courant de mesure par les câbles d'alimentation. La chute de tension au niveau de la résistance de mesure est captée par les câbles de mesure. Si la résistance d'entrée de l'électronique en aval est plusieurs fois supérieure à la résistance du câble, on peut négliger ce point. La chute de tension ainsi déterminée est alors indépendante des caractéristiques des conducteurs d'alimentation.

Les instructions de raccordement nécessaires à l'installation sont indiquées dans l'aperçu suivant:

 

temperature_t1q3