La sonde de résistivité est un équipement de mesure de température. Il utilise des résistances métalliques pour l'étude. Spécialement dédiée à un large champ d’applications de laboratoires et industrielles, elle est également connue sous le nom de sonde résistive, sonde température Pt100, sonde à résistance de platine, thermistance ou capteur de température RTD.
Combien coûte une sonde résistive ?
Le prix d’une sonde de résistivité varie de 10 € à 500 €. Ce tarif varie en fonction :
du type
de la plage de température
du nombre de fils de la sonde.
Estimation de prix
Entre 10 € et 500 €
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Qu’est-ce qu'une sonde de résistivité ?
La sonde résistive RTD ou « Resistance Temperature Detector » est un capteur qui utilise la variation de la résistance pour détecter le changement de température : quand la température change, la résistance de la sonde change.
Un capteur de température RTD est composé de fils de résistance métallique très fins. Ces derniers peuvent être en :
nickel
cuivre
platine
autres oxydes métalliques.
Les sondes résistives en platine sont les plus utilisées dans les applications industrielles. En plus de présenter un ratio température/résistance linéaire, le platine est résistant, fiable, stable et mesure une large gamme de températures (-200 à +850°C).
Les sondes RTD en platine les plus répandues sont les sondes Pt100. Le nom Pt100 désigne que la sonde présente une résistance de 100 ohms à 0°C.
Quels sont les différents types de sondes résistives ?
La sonde résistive à fil enroulé
La sonde RTD à fil enroulé est composée d’une longueur de fil de résistance enroulé autour d’un noyau non conducteur en verre ou en céramique. La longueur de ce fil est soigneusement coupée pour obtenir une résistance spécifiée à 0°C. Cette valeur de la résistance est appelée R0.
Des fils conducteurs sont attachés au fil de résistance. Le tout est protégé par une gaine en céramique ou en verre.
Lorsque la température augmente, la longueur du fil de résistance augmente légèrement. Ceci est dû à la contrainte mécanique qui entraîne une modification de la résistance du fil.
La sonde résistive à plaquette
Dans une sonde RTD à plaquette ou sonde RTD élément spiralé, le fil de résistance enroulé en petites bobines est inséré librement dans un isolateur en céramique. Le fil est par la suite recouvert par un revêtement en poudre non conductrice. Le tout est protégé par une gaine métallique.
Selon les variations de température, le fil de résistance se détend ou se contracte. Cela minimise les erreurs engendrées par les contraintes mécaniques.
Le revêtement par poudre augmente le transfert de chaleur dans les bobines pour accélérer le temps de réponse.
La sonde résistive à couche mince
La sonde RTD à couche mince est composée d’une fine couche de platine déposée sur une base en plastique ou céramique. La résistance est ensuite ajustée à 0 par le fabricant à l’aide d’un faisceau laser. L’élément est enduit d’une fine couche de verre ou d’époxy pour avoir une résistance à l’humidité.
Les sondes résistives à couche mince sont plus économiques par rapport aux autres types de sondes RTD. Elles sont également solides et durables.
Quelles sont les classes de précision des sondes résistives ?
Les sondes RTD se présentent sous plusieurs classes de précision. Les plus courantes sont les suivantes :
Classe AA : ± (0.1°C + 0.17% de température)
Classe A : ± (0.15°C+ 0.2%)
Classe B : ± (0.3°C + 0.5%)
Classe C : ± (0.6°C+1%)
Comment fonctionne une sonde résistive ?
Pour mesurer la résistance, la sonde RTD envoie un faible courant à travers la résistance et mesure la chute de tension que cela engendre. La résistance est ainsi obtenue en divisant la chute de tension par le courant.
Le passage du courant dans la sonde élève la température. C’est l’autoéchauffement, plus le courant de mesure est élevé, plus la sonde s’échauffe. Ce courant de mesure est généralement inférieur à 1 mA pour une sonde Pt100.
Ce principe de fonctionnement est différent selon le nombre de fils de résistance de la sonde. De manière générale, plus le nombre de fils est élevé, plus la sonde est précise :
Sonde RTD à 2 fils : La sonde est exempte de fil de compensation. Les mêmes fils sont utilisés pour fournir le courant d’excitation et mesurer la tension. Cette sonde est adaptée aux mesures qui ne nécessitent pas une grande précision.
Sonde RTD à 3 fils : Elle utilise un pont de Wheatstone pour compenser la résistance du fil de cuivre. C’est le type de sonde le plus commun dans les applications modernes.
Sonde RTD à 4 fils : Cet instrument présente une précision plus importante en mesurant la résistance sur les 4 fils conducteurs et en donnant la moyenne.
Sonde double RTD : Il s'agit d'un double RTD 3 fils avec 2 différents éléments sensibles.
Selon la norme IEC 60751, toute mesure nécessitant une précision de classe B ou supérieure doit utiliser une sonde à 3 ou 4 fils.
Comment utiliser une sonde à résistance pour mesurer la température ?
La sonde résistive mesure la variation de la résistance en ohms. C’est cette valeur qui est convertie en mesure de température. Pour ce faire, on peut se référer à la table de conversion ou à la formule qui convient avec le type de sonde résistive, ou utiliser un appareil de mesure de température ou un calibrateur.
Le calibrateur doit être compatible avec la sonde de résistivité pour ne pas fausser les résultats. Il effectuera une conversion automatique des résistances mesurées en température.
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