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Laboratoire d’intégrité de mesure RTD

Explorez une RTD platine IEC 60751, de la résistance à la tension, déplacez un curseur SVG en direct et vérifiez si le câblage, l’auto-échauffement et l’ADC préservent la température réellement mesurée.

°C
°C
Modèle d’excitationChaîne de mesure
mA
Modèle de câblageErreurs réelles
Ω
Ω
Hypothèses thermiques et ADCLaboratoire d’intégrité
°C/mW
°C
V

Tension en fonction de la résistance RTD

Le bleu représente le signal idéal de la sonde. L’orange ajoute le modèle de fils choisi ; cliquer ou glisser sélectionne le même point que le curseur accessible au clavier ci-dessous.

IEC 60751 · α 0.00385
Sonde idéaleAvec le modèle de fils
80.306 Ω108.754 Ω137.202 Ω165.65 Ω194.098 Ω66.65 mV101.94 mV137.23 mV172.52 mV207.81 mVTempérature: 72.7 °CTension de sortie: 128.149 mVTension de sortie
72.68 °C
-50 °C100 °C250 °C
Température au curseur72.68 °C
Résistance de la sonde128.099 Ω
Tension de sortie128.149 mV
Sensibilité en tension382.4359 µV/°C
R(T)=R0[1+AT+BT2+C(T100)T3]R(T)=R_0[1+AT+BT^2+C(T-100)T^3]
VRTD=IEXCRRTDV_{RTD}=I_{EXC}R_{RTD}
ΔTself=IEXC2RRTDθ\Delta T_{self}=I_{EXC}^2R_{RTD}\,\theta

Budget d’erreur : câblage, chaleur et conversion

Chaque contribution est ramenée à la température du curseur afin de comparer une valeur de câble ou d’ADC apparemment faible avec la tolérance de classe de la RTD.

Décision de conception
Résistance apparente128.149 Ω
Erreur de fils ramenée en température0.13 °C
Tolérance nominale de classe RTD±0.66 °C
Auto-échauffement estimé+0.05 °C
Résolution ADC native0.1317 °C/LSB
Écran d’erreur additif±0.91 °C
Verdict de câblageLe déséquilibre 3 fils choisi consomme moins d’un quart de la tolérance nominale de sonde à cette position du curseur.

Contrôle nominal de la chaîne valideLe point du curseur reste dans la référence ADC et le budget d’auto-échauffement sélectionnés. C’est une vérification de conception, pas un résultat d’étalonnage.

L’écran additif est volontairement conservateur : il ne s’agit pas d’un calcul d’incertitude statistique. La précision de classe dépend de la construction de la RTD et de sa plage déclarée ; utilisez la fiche technique et un système étalonné pour l’acceptation finale.

Que signifient les classes AA, A, B et C ?

La classe correspond à l’erreur nominale admissible de la RTD, exprimée en degrés Celsius. Dans chaque formule, |t| est la température mesurée absolue en °C.

Classe AA±(0.10 + 0.0017 × |t|) °C

Tolérance nominale la plus serrée ; ne l’utilisez que si la construction de la RTD et sa plage thermique qualifiée la prennent explicitement en charge.

Classe A±(0.15 + 0.002 × |t|) °C

Option de haute précision pour une chaîne d’instrumentation maîtrisée et une plage de température documentée.

Classe B±(0.30 + 0.005 × |t|) °C

Base industrielle courante ; choix par défaut lorsque la fiche de la sonde indique une classe B.

Classe C±(0.60 + 0.010 × |t|) °C

Erreur admissible plus large, utile lorsque la robustesse compte davantage que la précision absolue fine.

Ces formules sont des tolérances nominales IEC 60751, pas la garantie que chaque RTD physique peut employer chaque classe de −200 à +850 °C. Vérifiez la construction fil bobiné ou couche mince et la plage de classe déclarée par le fabricant.

Le courant peut-il respecter résolution et limite thermique ?

La limite basse atteint le pas de température demandé sur ADC direct à la plus faible pente RTD de la plage. La limite haute protège le capteur à sa résistance la plus élevée.

Solveur de compromis
°C/LSB
LSB ADC50.3548 µV
Courant min. pour la résolution1.391 mA
Courant max. pour la chaleur1.135 mA
Courant suggéré équilibré
Gain différentiel conseillé26.1×
Aucune fenêtre de courant ADC directLe pas ADC direct demandé est incompatible avec la limite d’auto-échauffement saisie. Relâchez une contrainte, choisissez une RTD de R₀ supérieur ou introduisez un gain analogique adapté.

Le gain suggéré exploite 90 % de la plage idéale et suppose que la chaîne analogique retire l’offset RTD en sécurité. Vérifiez séparément mode commun, précision de référence, bruit, filtrage et défauts.

Guide de mesure RTD

Concevoir une chaîne de mesure RTD qui conserve la précision

Une RTD ne délivre pas directement une température : sa résistance est excitée, transportée par un câble, convertie en tension puis numérisée. Un choix de sonde pertinent peut donc perdre sa précision dans les fils, l’auto-échauffement ou une résolution ADC insuffisante.

Méthode et hypothèses

L’outil applique la relation Callendar–Van Dusen nominale IEC 60751, à α = 0,00385, aux profils Pt50 à Pt1000. Il convertit ensuite la résistance en tension selon une source de courant ou un diviseur ratiométrique. La comparaison entre signal idéal et signal apparent traduit la résistance de câble en erreur de température à la position choisie du curseur.

Entrées à vérifier

Sonde et plage réelle

Choisissez le R₀ réellement commandé — Pt100, Pt500 ou Pt1000 ne donnent pas la même tension pour un même courant — puis limitez la courbe à la plage utile du produit. La plage normalisée de calcul couvre −200 à +850 °C, mais pas nécessairement la construction physique de votre capteur.

Câblage et raccordement

En 2 fils, les deux résistances de câble s’ajoutent directement à la RTD. En 3 fils, l’outil suppose deux fils de compensation appariés et montre le résidu de leur déséquilibre. En 4 fils, le modèle retire idéalement l’erreur des fils, sans masquer les défauts de l’électronique de mesure.

Échauffement et numérisation

Saisissez le coefficient d’auto-échauffement publié pour l’installation réelle, pas une valeur générique. Vérifiez aussi la référence ADC, le nombre de bits et le bruit de la chaîne : un LSB théorique n’est pas une résolution exploitable si le bruit ou l’offset le dépassent.

Démarche recommandée

  1. 1Sélectionnez le type de platine, la plage thermique et le mode d’excitation, puis déplacez le curseur de la courbe pour examiner les points critiques de la plage.
  2. 2Comparez l’erreur de fils, l’auto-échauffement et la tolérance de classe à la même température ; décidez alors si 2 fils reste acceptable ou si 3/4 fils est nécessaire.
  3. 3Utilisez la fenêtre d’excitation pour détecter un conflit entre résolution directe et chauffage, puis validez le gain, le bruit, les références et les défauts avec le schéma et le prototype.

Exemple de décision

Avec un Pt100 à 1 mA, chaque ohm de câble peut représenter plusieurs degrés selon la température. Une liaison 2 fils de 1 Ω par conducteur ajoute environ 2 Ω et peut donc consommer ou dépasser la tolérance d’une classe B. Un 3 fils réellement apparié réduit cet effet au déséquilibre résiduel ; un 4 fils est préférable lorsqu’une précision traçable est requise.

Limites à garder en tête

La courbe est nominale, pas un certificat d’étalonnage. Elle ne modélise ni dérive, ni humidité, ni gradients thermiques, ni résistance de contact variable, ni bruit, ni non-linéarité ou mode commun du front-end. Les classes IEC dépendent aussi de la construction fil bobiné ou couche mince et de la plage déclarée par le fabricant.

Questions fréquentes

Pourquoi choisir un Pt1000 plutôt qu’un Pt100 ?

À même courant, un Pt1000 fournit environ dix fois plus de tension et de pente qu’un Pt100, ce qui facilite la résolution ADC et réduit l’importance relative des fils. En contrepartie, il peut limiter le courant d’excitation pour préserver l’auto-échauffement et ne remplace pas un bon raccordement.

Le 3 fils annule-t-il toujours l’erreur de câble ?

Non. Il compense idéalement deux fils qui ont la même résistance et un front-end prévu pour cette topologie. Une différence de longueur, de section, de température ou de contact laisse une erreur résiduelle, que le laboratoire met volontairement en évidence.

Références à consulter

  • Références de méthode : IEC 60751 pour la courbe nominale et les classes de précision ; fiche technique de la RTD pour le coefficient d’auto-échauffement, la construction et la plage qualifiée ; fiche technique du front-end ADC pour le bruit, l’offset et les limites de mode commun.

Contenu pédagogique original, revu pour la clarté technique le 20 août 2026. Vérifiez toujours les fiches techniques, les normes applicables et votre conception avant mise sous tension ou fabrication.