Termoresistenza (RTD)

I sensori di temperatura (RTD, termoresistenze) sono utilizzati per misurare la temperatura in modo proporzionale al variare della resistenza. Le RTD sono progettate sia con elementi di temperatura di base sia con gruppi preassemblati. Queste sonde RTD sono costituite da un elemento sensibile RTD, una guaina o alloggiamento, un materiale epossidico o riempitivo, conduttori di prolunga e talvolta un connettore o una terminazione. Sono disponibili vari materiali per i sensori, in base alle esigenze del cliente in termini di compatibilità dei materiali, precisione e intervallo di misurazione. Sia i prodotti confezionati standard che i progetti personalizzati offrono la flessibilità necessaria per progettare le RTD più adatte a una varietà di applicazioni.

Sebbene anche un termistore NTC sia un dispositivo di resistenza, una RTD è riservata ai rilevatori di resistenza metallica a coefficiente termico positivo. In genere, le RTD sono realizzate con metalli base quali platino, nichel o rame, poiché hanno un coefficiente termico positivo, molto lineare e ripetibile. La temperatura di funzionamento tipica è compresa tra -50 °C e +600 °C, ma modelli speciali estendono l'utilizzo da -200 °C a +1000 °C.

TE Connectivity produce sonde e gruppi RTD, nonché elementi sensibili RTD, sia in film sottile al platino sia a filo avvolto in vetro. Il platino (Pt) è il materiale utilizzato più comunemente per le RTD, in quanto offre il rapporto resistenza-temperatura più stabile nell'intervallo di temperatura più ampio. Per garantire l'intercambiabilità tra i produttori nell'interesse del settore industriale mondiale, la maggior parte dei Paesi ha adottato alcuni standard internazionali, tra cui DIN EN 60751, che definisce la precisione della temperatura e la curva caratteristica resistenza/temperatura per diverse classi di tolleranza.

Gli elementi a film sottile al platino RTD di TE Connectivity garantiscono elevata precisione e stabilità, con un'ampia scelta di dimensioni standard e classi di precisione e sono disponibili con valori di resistenza di base Pt100 e Pt1000 per soddisfare la crescente domanda del settore di elementi sensibili al platino precisi, stabili e affidabili.

Le applicazioni dei sensori RTD sono estremamente ampie e coprono i settori medicale, aerospaziale, automotive, della strumentazione, degli elettrodomestici, del controllo motori e HVACR (riscaldamento, ventilazione, condizionamento dell'aria e refrigerazione). Questi sensori di temperatura possono funzionare sui componenti a livello di scheda nonché in luoghi difficili e pericolosi, con varie approvazioni da parte degli enti normativi. Un'applicazione in crescita per i gruppi sensori al platino è la misurazione della temperatura dei gas di scarico (EGT). Un sensore EGT misura la temperatura dei gas di scarico del motore per prevenire danni a componenti critici come il sistema di post-trattamento, le turbine e le valvole di scarico della testata del cilindro. Un EGT può contribuire a ottimizzare le prestazioni del motore e a far risparmiare sui costi di carburante e di manutenzione.

Figura 1: Varie RTD di TE Connectivity. (Immagine per gentile concessione di TE Connectivity)

Principi delle RTD: rilevamento della temperatura di precisione

Se guardi i prodotti RTD offerti da TE Connectivity su DigiKey, scoprirai un catalogo esaustivo di opzioni appositamente progettate per criteri di precisione, stabilità e un'ampia gamma di applicazioni industriali, di laboratorio ed embedded.

Che cos'è una RTD e perché sceglierla?

Una RTD è un sensore la cui resistenza elettrica varia al variare della temperatura. Le seguenti caratteristiche rendono le RTD ideali nei casi in cui la precisione è importante (ad esempio, controllo di processi, HVAC, banchi di prova e strumentazione industriale):

• Linearità e prevedibilità — semplificano la calibrazione e la compensazione
• Stabilità nel tempo — minore deriva durante il ciclaggio termico
• Ampi intervalli di funzionamento — molte RTD accettano temperature sottozero fino a centinaia di gradi Celsius sopra lo zero

La popolare gamma RTD al platino (Pt) di TE Connectivity

TE Connectivity offre diverse RTD al platino ampiamente utilizzate:

• NB-PTCO-002 - RTD al platino da 100 Ω, tolleranza di resistenza ±0,12% con temperatura di funzionamento da -50 °C a +600 °C e precisione di ±0,3 °C
• NB-PTCO-050 - RTD al platino da 1 kΩ, tolleranza di resistenza ±0,06% con temperatura di funzionamento da -30 °C a +300 °C e precisione di ±0,15 °C
• NB-PTCO-006 - RTD al platino da 1 kΩ, tolleranza di resistenza ±0,12% con temperatura di funzionamento da -50 °C a 600 °C e precisione di ±0,3 °C
• NB-PTCO-058 - RTD al platino da 100 Ω, tolleranza di resistenza ±0,04% con temperatura di funzionamento da -30 °C a 200 °C e precisione di ±0,1 °C

Suggerimenti per la scelta della RTD giusta

Per scegliere la RTD più adatta alla propria applicazione, è bene tenere a mente le seguenti linee guida:

1. Resistenza e tolleranza
   Una RTD offre tipicamente 100 Ω (ad esempio, Pt100). Tuttavia, in alcuni circuiti, le varianti da 1 kΩ riducono l'errore del conduttore. Valutare le specifiche di tolleranza in base ai requisiti di progettazione.
2. Intervallo della temperatura di funzionamento
   Selezionare componenti che coprano l'intervallo degli estremi previsti. Le RTD di TE Connectivity sono in grado di funzionare a temperature anche di -50 °C e fino a ben +600 °C.
3. Stile dei conduttori e del contenitore
   Per l'integrazione PCB, i contenitori pacchetti a montaggio superficiale o SIP sono i più pratici. Per l'immersione o per ambienti difficili, prendere in considerazione i tipi dotati di sonda o di un conduttore.
4. Corrente di eccitazione
   Utilizzare correnti basse per evitare l'autoriscaldamento, ma assicurarsi che il valore nominale sia sufficiente per il rapporto segnale/rumore.
5. Calibrazione e precisione
   I sistemi ad alta precisione potrebbero richiedere RTD con tolleranze pari o superiori a ±0,04%, rispetto ai sistemi per uso generale che richiedono tolleranze pari a ±0,12% o ±0,5%.

Precisione delle RTD

La precisione è una combinazione della tolleranza di resistenza di base (tolleranza di resistenza alla temperatura di calibrazione) e della tolleranza del coefficiente termico della resistenza (tolleranza nella pendenza caratteristica). Qualsiasi temperatura superiore o inferiore a questa avrà una banda di tolleranza più ampia o una minore precisione (Figura 2). La temperatura di calibrazione più comune è di 0 °C.

Figura 2: Curve tipiche di resistenza in funzione della temperatura e della precisione di una RTD al platino. (Immagine per gentile concessione di TE Connectivity)

Conclusione

DigiKey offre una vasta gamma di RTD di TE Connectivity e la nostra ricerca parametrica consente di confrontare decine di termoresistenze, affiancandole per agevolare la scelta. Esaminare le specifiche di resistenza, tolleranza, intervallo operativo, stile del contenitore e corrente nominale per selezionare la RTD giusta per misurazioni termiche rigorose. Che si tratti di strumentazione di laboratorio ad alta precisione o di sensori industriali robusti, TE Connectivity mette a disposizione varie opzioni pronte per essere integrate nei tuoi progetti.

Ti serve aiuto per scegliere la RTD giusta? Il DigiKey TechForum è pronto ad aiutarti a trovare la soluzione perfetta per la tua applicazione.

Ti serve aiuto per calcolare una conversione della temperatura? DigiKey offre diverse calcolatrici online per aiutarti a misurare il tuo prossimo progetto.

Altre risorse:

Caratteristiche salienti dei prodotti: RTD a film sottile al platino: https://www.digikey.com/en/product-highlight/t/te-connectivity-measurement-specialties/rtd-platinum-thin-film

Scheda tecnica di TE sul film sottile al platino: https://www.te.com/usa-en/product-NB-PTCO-006.datasheet.pdf

RTD a film sottile al platino di TE Connectivity | Video di anteprima della scheda tecnica: https://www.digikey.com/en/videos/t/te-connectivity-amp/rtd-platinum-thin-film-datasheet-preview

Le soluzioni più intelligenti partono dai sensori di TE Connectivity: https://www.digikey.com/en/product-highlight/t/te-connectivity/sensor-solutions-type

Tutto sulle RTD: https://www.te.com/en/products/sensors/temperature-sensors/resources/understanding-rtds.html

Riferimento:

https://www.te.com/en/products/sensors/temperature-sensors/rtd-sensors.html