Le fonctionnement et la technologie des capteurs de température

Thermomètres à résistance

Dans le cas de thermomètre à résistance, la mesure se base sur la variation de la résistance des métaux précieux sous l’influence de la température. Comme chaque métal possède une courbe caractéristique de résistance spécifique, et que pour les métaux précieux, comme le platine par exemple, les variations dU et dR évoluent de manière quasi proportionnelle (linéaire), l’apport d’un courant de mesure constant permet de déduire, par le biais de la variation de tension dU, la variation de résistance dR. En général, on choisit un courant de mesure aussi faible que possible pour minimiser le propre échauffement du thermomètre à résistance.

Élément thermique

Les éléments thermiques se comportent selon l’effet Seebeck, selon lequel, sur un fil, il se produit un transfert de charge lorsqu’il y a une différence de température le long du fil. L’ampleur du transfert de charge dépend du matériau et de ses propriétés électriques. Lorsque, d’un côté, on relie de manière conductrice deux fils de matériaux différents et qu’on les soumet à une différence de température, on constate une tension à l’autre extrémité. Cette tension dépend de la différence de température et des propriétés électriques des deux matériaux, mais comme ces dernières nous sont connues tout comme leurs courbes caractéristiques, la tension permet de mesurer la température.

Les sondes de température à résistance sont classifiées selon la norme DIN EN 60751

Les deux premières lettres désignent le métal précieux employé. Le chiffre qui suit décrit la résistance électrique en ohms à 0 °C.

Les classes stipulées dans la norme DIN EN 60751 définissent l’écart admissible et la plage de mesure dans laquelle ces écarts doivent évoluer.

• Classe A : +/- (0,15+0,002 x [ t ] ) °C ; pour sonde de température en platine entre -200 et +650 °C
• Classe AA : +/- 1/3 x (0,3+0,005 x [ t ] ) °C ; pour sonde de température en platine entre -200 et +850 °C
• Classe B : +/- (0,3 +0,005 x [ t ] ) °C ; pour sonde de température en platine entre -200 et +850 °C
• Classe 1/6 B : +/- 1/6 x (0,3 +0,005 x [ t ] ) °C ; pour sonde de température en platine entre -200 et +850 °C

Système BCID pour raccords process

Les capteurs de Baumer sont adaptés à pratiquement chaque type de raccord process. Nous proposons plus de 40 types de raccords, aussi ne devrez-vous modifier en rien le design de vos installations. Le système BCID (Baumer Connection Identifier) permet d’identifier de manière sûre et confortable l’adaptateur process approprié pour intégrer votre capteur Baumer dans l’application concernée.

Baumer propose une large gamme de transmetteurs de température qui convertissent un signal RTD ou T/C en communication analogique ou numérique (HART). La gamme comprend des transmetteurs pour montage intégré et sur rail.

Configurable sensing elements from the FlexTop family

RTD : Abréviation anglaise de « Resistance Temperature Detector », une résistance à variable de température. En plus des types Pt100 et Pt1000 standard à base en platine, il est possible d’en configurer d’autres avec FlexTop, basés sur du cuivre ou du nickel.

Pt100 : RTD à partir d’une fine couche de platine, de 100 Ohm à 0 °C (32 °F). La courbe de calibrage et les classes d’exactitude sont définies dans les normes DIN / EN / IEC 60751, les changements dans la résistance étant essentiellement linéaires à 0,38%/K. Avec FlexTop, il est possible de configurer cette courbe de calibrage et d’autres (par la valeur a).

Pt1000 : RTD analogique comme avec le Pt100, mais avec 1000 Ohm à 0 °C (32 °F), et donc dix fois la variation de résistance absolue. En comparaison avec le Pt100 en ayant appliqué la technologie à 2 fils, on obtiendra le même offset après 10 fois la longueur de fil. Il faudra par ailleurs redoubler d’attention aux défauts d’isolement, par ex. du fait de la pénétration d’humidité. Le Pt100 peut être plus robuste sur ce point.

Thermocouples (T/C) : Deux fils, en matériaux métalliques différents, sont connectés l’un à l’autre. La « tension thermoélectrique » est mesurée (effet Seebeck) ; elle est de l’ordre du millivolt en fonction de la combinaison de matériaux et de la température. Les éléments de détection purement métalliques permettent une mesure à des températures très élevées jusqu’à plus de 1800 °C (3300 °F). Si le thermocouple est prolongé, il faudra prévoir une « ligne de compensation » dans le même matériau. La compensation de soudure froide risque sinon d’être déformée. De manière générale, le thermocouple (mesure du petit signal de tension et de la température de soudure froide) implique plus de préparation que dans le cas d’éléments de résistance.