Misurazione della temperatura

Cosa sono i sensori di temperatura?

I sensori di temperatura sono componenti elettronici che forniscono un segnale elettrico in funzione della temperatura. Nella tecnica di misura industriale è il platino ad essersi affermato come elemento resistivo ottimale. I suoi vantaggi includono un'elevata resistenza chimica, una lavorabilità relativamente facile (soprattutto per la produzione di fili), elevata purezza e una buona riproducibilità delle proprietà elettriche. Queste proprietà sono specificate nella norma europea DIN EN 60 751, in modo da garantire l'intercambiabilità universale della misura di resistenza al platino, meglio di qualsiasi altro sensore di temperatura. Queste specifiche includono la dipendenza della resistenza dalla temperatura, definita in una serie di valori di base, il valore nominale, la temperatura di riferimento associata e i valori limite consentiti. Lo standard specifica anche il range di temperatura, che va da -200 a +850°C.

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Cosa sono i sensori di temperatura?

I sensori di temperatura sono componenti elettronici che forniscono un segnale elettrico in funzione della temperatura. Nella tecnica di misura industriale è il platino ad essersi affermato come elemento resistivo ottimale. I suoi vantaggi includono un'elevata resistenza chimica, una lavorabilità relativamente facile (soprattutto per la produzione di fili), elevata purezza e una buona riproducibilità delle proprietà elettriche.

Queste proprietà sono specificate nella norma europea DIN EN 60 751, in modo da garantire l'intercambiabilità universale della misura  di resistenza al platino, meglio di qualsiasi altro sensore di temperatura. Queste specifiche includono la dipendenza della resistenza dalla temperatura, definita in una serie di valori di base, il valore nominale, la temperatura di riferimento associata e i valori limite consentiti. Lo standard specifica anche il range di temperatura, che va da -200 a +850°C.


Quali tipi (design) di sensori di temperatura esistono?

Il design del sensore al platino differisce a seconda del campo di applicazione; in linea di massima, in passato si faceva una distinzione tra resistori a filo avvolto e a film sottile. Mentre i resistori a film sottile consistono sempre in uno strato di platino applicato a un substrato ceramico, i resistori a filo avvolto possono avere la bobina di filo fusa nel vetro o incorporata nella polvere. Nel frattempo, i resistori a film sottile si sono affermati nell'industria. I sensori di temperatura a chip di platino con fili di collegamento o in design SMD sono preferiti.

Come è costruito un sensore di temperatura? Quali sono le differenze?

Ci sono vari disegni di sensori di temperatura a chip di platino con fili di collegamento all'interno della serie, che differiscono essenzialmente nelle seguenti caratteristiche:

  • nel materiale del filo di collegamento (argento, platino, palladio, nichel, nichel placcato oro o nichel placcato stagno)
  • nel metodo di lavorazione (saldatura dolce, brasatura, crimpatura o saldatura)
  • nella temperatura di funzionamento (da -70°C a max. + 600°C)

Il sensore di temperatura a chip di platino in design SMD non ha così tante versioni diverse rispetto ai sensori con fili di collegamento. La principale caratteristica distintiva qui è il posizionamento dell'area di contatto. Questa può essere prodotta come un contatto completo, come un contatto su un solo lato o con un contatto su un solo lato e un lato posteriore saldabile. Rispetto ai design con fili di collegamento, i sensori di temperatura SMD sono appositamente progettati per il montaggio automatico su circuiti stampati nella produzione di grandi serie.

Qual è il valore nominale di un sensore di temperatura?

Un sensore di temperatura è disponibile in diversi valori nominali. Questi sono solitamente Pt100, Pt500 o Pt1000.

Widerstand_Ohm

Il valore nominale o resistenza nominale R0 è il valore di resistenza a 0°C. Secondo la norma DIN EN 60 751, un valore di 100 Ω è definito per il valore nominale, quindi è chiamato resistenza Pt 100. Sono ammessi anche multipli di questo valore, per cui vengono offerte resistenze di misura con valori nominali di 500 Ω e 1000 Ω. Il loro vantaggio è una maggiore sensibilità, cioè una maggiore variazione della resistenza con la temperatura (Pt 100: circa 0,4Ω/K; Pt 500: circa 2,0 Ω /K; Pt 1000: 4,0 Ω /K).

Curva Pt100

Come vengono utilizzati i sensori di temperatura nel termometro a resistenza?

Nel video avrete una panoramica del design e del funzionamento dei termometri a resistenza in cui vengono utilizzati i sensori di temperatura.

Quanto sono precisi i sensori di temperatura?

La precisione dei sensori di temperatura è divisa nelle cosiddette classi di tolleranza o classi di precisione. Ci sono 4 classi di precisione: F0.1; F0.15; F0.3 e F0.6. Per ogni classe viene definita una tolleranza massima o deviazione limite.

Classi di precisione per la misurazione di resistenze:

For layer resistors

Limit deviationa

°C

Class

Scope

°C

F 0,1

   0 bis +150

± (0,1 + 0,0017|t|)

F 0,15

-30 bis +300

± (0,15 + 0,002|t|)

F 0,3

-50 bis +500

± (0,3 + 0,005|t|)

F 0,6

-50 bis +600

± (0,6 + 0,01|t|)

a|t|= absolute value of the temperature in °C without consideration of the sign


Dove vengono utilizzati i sensori di temperatura nell'industria?

I sensori di temperatura a chip di platino con un valore nominale di Pt100, ma anche Pt1000 e Pt500, non sono solitamente utilizzati per la misurazione della temperatura in questo modo. Vengono installati in un secondo momento e danno luogo a un sensore di temperatura adatto all'uso industriale, le cosiddette sonde di temperatura RTD.