Thermomètres à résistance – surveillance exacte de la température
Dans de nombreux domaines industriels, la température est mesurée par des thermomètres à résistance. Grâce à leur très grande précision, les thermomètres à résistance sont par exemple utilisés dans la pétrochimie et la chimie en général, la pharmacologie ainsi que dans le domaine de l’industrie alimentaire et de la boisson.
Les thermomètres à résistance sont des thermomètres de contact électriques utilisant la modification de la valeur de résistance de métaux tels que le platine, le nickel ou le cuivre lors de changements de température. Selon la construction, la plage de mesure de la température des capteurs se situe entre -200 °C et +850 °C. Pour une mesure de la température dans l’industrie, nous développons et fabriquons des thermomètres à résistance selon différents modèles. Des tubes de protection, têtes de raccordement et éléments de mesure remplaçables à la conception spéciale rendent nos thermomètres à résistance particulièrement durables, faciles à utiliser et précis pour les processus.
Conseil : Les thermomètres à résistance doivent régulièrement être étalonnés, par exemple par notre laboratoire d’étalonnage CENTROCAL GmbH accrédité DAkkS.
Thermomètres à résistance gainés
Nos thermomètres à résistance gainés résistent à des températures de -200 °C à +850 °C et disposent d’un câble sous gaine flexible. La grande qualité de fabrication de RÖSSEL-Messtechnik garantit une très haute précision, jusqu’à 1/10 DIN, une bonne résistance aux vibrations et une longue durée de vie, même dans des conditions extrêmes.
Thermomètres à résistance droits
RÖSSEL-Messtechnik fournit différents modèles de thermomètres à résistance droits pour le contrôle de processus précis dans les plages de température jusqu’à +600 °C. Le matériau du tube de protection, la tête de raccordement et le capteur peuvent être choisis librement pour chaque application.
Thermomètres à résistance de processus
Pour une surveillance précise des processus entre -50 °C et +600 °C, RÖSSEL-Messtechnik fabrique des thermomètres à résistance de processus avec des tubes de protection résistants à la chaleur ou aux acides. Grâce à des éléments de mesure remplaçables, ils peuvent être étalonnés sans être démontés.
Thermomètres à résistance tubulaires
Nos thermomètres à résistance tubulaires sont protégés par des tubes de protection résistants à la chaleur, aux acides ou étanches à l’huile et sont utilisés dans des milieux liquides et gazeux à des températures de -100 °C à +850 °C. RÖSSEL-Messtechnik fabrique des thermomètres à résistance tubulaires avec différents tubes de protection et raccordements.
Résistances préassemblées
RÖSSEL-Messtechnik fabrique des résistances en série pour des systèmes de mesure miniaturisés vous permettant de mesurer des températures de -50 °C à +200 °C sans perdre de place. Les résistances de mesure plates, en céramique et en verre peuvent également être intégrées dans des masses coulées.
Thermomètres à résistance multipoints
RÖSSEL-Messtechnik est l’un des fabricants leader dans le domaine des thermomètres à résistance multipoints (RTD de profil). En utilisant plusieurs résistances de mesure dans un tube de protection, nous permettons jusqu’à 100 points de mesure par capteur pour un profil précis des variations de température.
Vous êtes à la recherche d’un thermomètre à résistance ? Nous vous fournissons le modèle adapté !
La résistance de mesure Pt100/0 est une résistance électrique habituellement utilisée dans la mesure de température technique en tant qu’élément de capteur dans les thermomètres à résistance. Cette résistance est constituée de platine très pur et est à 100 ohms à 0 °C.
Lorsque la température augmente, la résistance interne du Pt100 augmente également, de sorte qu’à 100 °C, une résistance de 138,5 ohms est atteinte.
La résistance de mesure Pt100 existe généralement en 2 modèles : comme résistance avec bobinage et comme résistance de mesure plate.
La résistance à bobinage est enroulée autour d’un mandrin en céramique ou en verre et protégée contre les influences extérieures par un boîtier en céramique ou en verre.
Pour la résistance de mesure plate, un support en céramique est revêtu de platine. Cette couche de platine présente des pistes conductrices sous forme de méandres et est scellée à l’aide de colles pour céramique ou pour verre.
Les deux types de résistance sont équipés de pattes de raccordement.
Le thermomètre à résistance est un thermomètre de contact électrique. Il utilise la dépendance vis-à-vis de la température des résistances électriques pour les résistances métalliques ou de semi-conducteurs.
Le type le plus utilisé dans l’industrie est le thermomètre à résistance Pt100/0 dont la résistance de base est de 100 ohms à 0 °C.
L’industrie comprend également des applications avec des résistances de mesure Pt1000, Pt500 ou Ni100, ainsi que des résistances de mesure NTC ou PTC.
Lorsque la température des métaux change, leur résistance électrique change également. Cela signifie que la résistance électrique augmente lorsque la température monte, et diminue lorsque le métal refroidit. Le changement de la résistance électrique en fonction de la température se manifeste différemment pour chaque matériau.
C’est cet effet que l’on utilise pour les thermomètres à résistance. Pour des mesures exactes sur la base de cet effet, plusieurs conditions préalables sont requises : D’abord il faut un métal dont le comportement thermique est connu et peut être calculé. Ensuite, la résistance de base de ce métal doit être réglée de manière précise par étalonnage et ajustement pour une température définie. Enfin, la température de la résistance métallique doit être très proche de la température du milieu à mesurer.
Pour les résistances de mesure en platine de type PT100/0, les deux premières conditions préalables ont été normalisées dans la norme DIN EN 60751 et consolidées avec une fonction de calcul, des séries de résistances de température et des classes de précision. La dernière condition préalable du couplage de chaleur est une combinaison entre situation d’application et le modèle de capteur adapté.
En fonction de la qualité de fabrication des résistances de mesure, les thermomètres à résistance peuvent être répartis en plusieurs classes de précision. Selon la norme DIN EN 60751, les thermomètres à résistance disposent des écarts autorisés suivants :
Lorsque la température des métaux change, leur résistance électrique change également. Cela signifie que la résistance électrique augmente lorsque la température monte, et diminue lorsque le métal refroidit. Le changement de la résistance électrique en fonction de la température se manifeste différemment pour chaque matériau.
C’est cet effet que l’on utilise pour les thermomètres à résistance. Pour des mesures exactes sur la base de cet effet, plusieurs conditions préalables sont requises : D’abord il faut un métal dont le comportement thermique est connu et peut être calculé. Ensuite, la résistance de base de ce métal doit être réglée de manière précise par étalonnage et ajustement pour une température définie. Enfin, la température de la résistance métallique doit être très proche de la température du milieu à mesurer.
Pour les résistances de mesure en platine de type PT100/0, les deux premières conditions préalables ont été normalisées dans la norme DIN EN 60751 et consolidées avec une fonction de calcul, des séries de résistances de température et des classes de précision. La dernière condition préalable du couplage de chaleur est une combinaison entre situation d’application et le modèle de capteur adapté.
En fonction de la qualité de fabrication des résistances de mesure, les thermomètres à résistance peuvent être répartis en plusieurs classes de précision. Selon la norme DIN EN 60751, les thermomètres à résistance disposent des écarts autorisés suivants :
Un thermomètre à résistance classique est composé d’une ou de plusieurs résistances de mesure, de conducteurs électriques, d’un tube de protection, de matériau isolant et de raccordements appropriés.
La construction peut en principe se différencier entre capteurs à câble et éléments de mesure. Tandis que les éléments de mesure sont montés dans des armatures avec tube de protection, socle de raccordement et tête de raccordement et peuvent être remplacés à tout moment, les capteurs à câble sont constitués d’un câble flexible et d’un élément capteur.
Outre la résistance de mesure, l’élément décisif pour la précision du thermomètre à résistance est le choix du type de circuit.
Le montage 2 fils est la méthode de mesure la moins chère mais également la moins précise. Les deux pattes de raccordement de la résistance de mesure sont rallongées chacune par un conducteur et raccordées à l’appareil de mesure. Cela permet d’utiliser peu de matériau, mais les résistances internes du câble sont complètement absorbées par le signal de mesure. C’est pour cela que les conducteurs doivent être aussi courts que possible ou avoir une grande section de câble, ou alors l’erreur doit être compensée par calcul.
Le montage 4 fils est la méthode de mesure utilisant le plus de matériau et d’évaluation, mais c’est également la plus précise. Une combinaison ingénieuse entre un courant constant via la résistance et par un couple de fils rouge-blanc et la mesure de la chute de tension via la résistance de mesure et par le deuxième couple de fils, permet d’entièrement compenser les résistances internes des conducteurs. Le signal de mesure est mesuré sans erreur.
Le compromis entre ces deux circuits est le montage 3 fils.
Un montage en pont, par exemple le pont de Wheatstone, permet de compenser les résistances internes par un circuit. La difficulté est toutefois que la construction, les propriétés du matériau et les conditions extérieures doivent être rigoureusement identiques pour les trois conducteurs afin que la mesure puisse être effectuée sans erreur. Les différences dues à la structure réelle des conducteurs et des conditions réelles d’utilisation sont cependant bien moindres que pour le montage 2 fils.
Les capteurs numériques associent un capteur analogique tel qu’un thermomètre à résistance et un convertisseur de signal tel qu’une unité de mesure ou un transducteur de mesure. Le transducteur de mesure module le signal analogique du thermomètre à résistance en signal discret, par exemple via un signal HART. Les affichages numériques dans les têtes de raccordement sont également possibles. Les capteurs numériques nécessitent une source de tension externe ou interne ainsi qu’une interface de communication compatible.
NTC et PTC sont des capteurs dont la résistance électrique change en fonction de la température. Deux comportements sont alors possibles :
La résistance augmente lorsque la température augmente. La meilleure conductivité est ainsi obtenue à de basses températures. Ce comportement s’illustre par ce que l’on appelle des thermistances avec un coefficient de température positif (Positive Temperature Coefficient – ou PTC). Les thermistances PTC sont par exemple des métaux tels que le platine dans un Pt100/0.
Le comportement des thermistances NTC est exactement l’inverse. Lorsque la température augmente, la résistance de la thermistance NTC baisse – elle présente des coefficients de température négatifs (Negative Temperature Coefficient – ou NTC). La meilleure conductivité est ainsi obtenue à des températures élevées. Les thermistances NTC sont par exemple des oxydes métalliques / céramiques ou des semi-conducteurs tels que le silicium.
En pratique, il est possible d’utiliser les deux types de thermistance pour la mesure de la température. Toutefois, il faut tenir compte des trajets du signal partiellement non linéaires pour les capteurs NTC.