Pt100 in 2-, 3- or 4-wire connection?

Gli elementi di misura maggiormente utilizzati per le termoresistenze sono Pt100, Pt1000 ed NTC. Questo articolo descrive in dettaglio i diversi tipi di collegamento.

 

Nelle termoresistenze la resistenza elettrica specifica cambia in funzione della temperatura. Grazie a questo effetto fisico, con una sonda Pt100 è possibile misura la temperatura di un processo. La resistenza è rilevata da un’elettronica (ad esempio un trasmettitore di temperatura), usando una corrente costante e misurando la caduta di tensione. Secondo la legge di Ohm (R = U/I), a una corrente costante [I] la resistenza [R] e la tensione [U] sono proporzionali una all’altra. Esistono tre diversi modi di collegare una sonda Pt100 a un trasmettitore: tramite collegamento a 2, 3 o 4 fili.

PTC/NTC in 2-Leiter-Schaltung

Fig.: Pt100 con collegamento a 2 fili

Pt100 con collegamento a 2 fili

Con il collegamento a 2 fili, la resistenza del cavo si somma come errore alla misura reale. Nel caso di un cavo di rame con sezione trasversale di 0,22 mm2, per una sonda Pt100 si applica il seguente valore guida: 0,162 Ω/m → 0,42 °C/m. Nel caso di una sonda Pt1000 l’influenza della resistenza del cavo (a 0,04 °C/m) è 10 volte più piccola in relazione alla Pt100. Per un elemento di misura NTC la resistenza del cavo è ancora meno significativa in relazione alla resistenza base R25 (ad esempio R25 = 10k). Per via della curva discendente caratteristica di una sonda NTC, l’influenza alle temperature più elevate diminuisce proporzionalmente.

PTC/NTC in 3-Leiter-Schaltung

Fig.: Pt100 con collegamento a 3 fili

Pt100 con collegamento a 3 fili

Il collegamento a 3 fili consente di compensare l’influenza della resistenza del cavo nella massima misura possibile. Il requisito è che il diametro dei conduttori, e quindi le loro resistenze, siano le stesse, come si suppone da un collegamento a 3 fili. La lunghezza massima del cavo di collegamento dipende dalla sezione trasversale del conduttore e dalle opzioni di compensazione dell’elettronica di misura (trasmettitore, display, controllore o sistema di controllo di processo). 

NTC/PTC in 4-Leiter-Schaltung

Fig.: Pt100 con collegamento a 4 fili

Pt100 con collegamento a 4 fili

Il collegamento a 4 fili permette di eliminare completamente l’influenza del cavo sul risultato di misura in quanto vengono compensate ogni possibili asimmetrie nella resistenza del cavo di collegamento.
 

Misure alternative

Esempio: errore di misura a 150 °C, lunghezza del cavo di 10 m, sezione trasversale del conduttore di 0,22 m2

Un ulteriore modo per diminuire in modo sostanziale l’influenza del cablaggio è quella di aumentare la sezione trasversale del conduttore. Con una sezione di 0,5 mm2 la resistenza di linea è solo di 0,036 Ω/m o 0,1 °C/m. Entrambe le opzioni (collegamento a 3/4 fili o aumento della sezione) comportano costi di cablaggio maggiori che possono essere problematici, specialmente nei segmenti di mercato che pongono attenzione ai costi come il settore dei costruttori di macchine. Come compromesso tra costo e accuratezza di misura, è possibile offrire un elemento di misura Pt1000 con collegamento a 2 fili in classe A per lunghezze del cavo minori.

Conclusioni

  • Le più alte accuratezze di misura si possono raggiungere solamente utilizzato una Pt100 con collegamento a 4 fili.
  • Un elemento di misura Pt1000 in classe A e con collegamento a 2 fili offre buone accuratezze di misura e, per il settore dei costruttori di macchine, rappresenta un’alternativa economica al collegamento a 3 e 4 fili.

Ottieni maggiori informazioni sulle termoresistenze sul nostro sito internet.



Invia un commento