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Laboratorio di integrità della misura RTD

Esplora una termoresistenza al platino IEC 60751 dalla resistenza alla tensione, trascina il cursore SVG interattivo e verifica se cablaggio, autoriscaldamento e risoluzione ADC preservano la temperatura che vuoi misurare.

°C
°C
Modello di eccitazioneCatena del segnale
mA
Modello di cablaggioErrore reale
Ω
Ω
Ipotesi termiche e sull'ADCLaboratorio di integrità
°C/mW
°C
V

Tensione in funzione della resistenza RTD

Il blu mostra il segnale ideale del sensore. L'ambra include il modello dei conduttori selezionato; un clic o trascinamento seleziona lo stesso punto del cursore accessibile da tastiera qui sotto.

IEC 60751 · α 0.00385
Sensore idealeCon il modello dei conduttori
80.306 Ω108.754 Ω137.202 Ω165.65 Ω194.098 Ω66.65 mV101.94 mV137.23 mV172.52 mV207.81 mVTemperatura: 72.7 °CTensione di uscita: 128.149 mVTensione di uscita
72.68 °C
-50 °C100 °C250 °C
Temperatura al cursore72.68 °C
Resistenza del sensore128.099 Ω
Tensione di uscita128.149 mV
Sensibilità in tensione382.4359 µV/°C
R(T)=R0[1+AT+BT2+C(T−100)T3]R(T)=R_0[1+AT+BT^2+C(T-100)T^3]
VRTD=IEXCRRTDV_{RTD}=I_{EXC}R_{RTD}
ΔTself=IEXC2RRTD θ\Delta T_{self}=I_{EXC}^2R_{RTD}\,\theta

Budget degli errori di cablaggio, calore e conversione

Ogni contributo è riferito alla temperatura del cursore, così anche un valore apparentemente piccolo del cavo o dell'ADC può essere confrontato con la tolleranza della classe RTD.

Decisione di progetto
Resistenza apparente128.149 Ω
Errore dei conduttori riferito alla temperatura0.13 °C
Tolleranza nominale della classe RTD±0.66 °C
Autoriscaldamento stimato+0.05 °C
Risoluzione ADC nativa0.1317 °C/LSB
Stima conservativa degli errori sommati±0.91 °C
Valutazione del cablaggioLa disuguaglianza selezionata dei 3 fili consuma meno di un quarto della tolleranza nominale del sensore alla temperatura del cursore.

Verifica nominale della catena del segnale superataIl punto del cursore resta entro il riferimento ADC e il limite di autoriscaldamento selezionati. È una verifica di progetto, non un risultato di calibrazione.

La stima additiva è volutamente prudente e non è un calcolo statistico dell'incertezza. L'accuratezza di classe dipende dalla costruzione dell'RTD e dall'intervallo di temperatura dichiarato; per l'accettazione finale usa la scheda tecnica e un sistema calibrato.

Cosa significano le classi AA, A, B e C?

La classe indica l'errore nominale ammesso dell'RTD in gradi Celsius. In ogni formula, |t| è il valore assoluto della temperatura misurata in °C.

Classe AA±(0.10 + 0.0017 × |t|) °C

Tolleranza nominale più stretta; usala solo se la costruzione dell'RTD e l'intervallo di temperatura qualificato la supportano esplicitamente.

Classe A±(0.15 + 0.002 × |t|) °C

Opzione ad alta accuratezza per catene di misura controllate con intervallo di temperatura documentato.

Classe B±(0.30 + 0.005 × |t|) °C

Classe industriale comune; scelta predefinita quando la specifica del sensore indica la classe B.

Classe C±(0.60 + 0.010 × |t|) °C

Errore ammesso più ampio, utile quando la robustezza conta più della precisione assoluta fine.

Le formule indicano tolleranze nominali IEC 60751; non garantiscono che ogni RTD fisico possa usare ogni classe da −200 a +850 °C. Verifica costruzione a filo avvolto o film sottile e intervallo di classe dichiarato dal produttore.

La corrente può soddisfare sia la risoluzione sia i limiti termici?

Il limite inferiore raggiunge il passo di temperatura richiesto con ADC diretto nel punto di minore pendenza RTD dell'intervallo selezionato. Il limite superiore protegge il sensore alla resistenza massima.

Risoluzione del compromesso
°C/LSB
LSB dell'ADC50.3548 µV
Corrente minima per la risoluzione1.391 mA
Corrente massima per il calore1.135 mA
Corrente bilanciata consigliata—
Guadagno differenziale consigliato26.1×
Nessuna finestra di corrente per ADC direttoIl passo richiesto con ADC diretto è incompatibile con il limite di autoriscaldamento inserito. Allenta un vincolo, scegli un RTD con R₀ più elevata oppure aggiungi un guadagno analogico adeguato.

Il guadagno consigliato usa il 90% dell'escursione ideale del segnale e presume che la catena analogica elimini in sicurezza l'offset dell'RTD. Verifica separatamente intervallo di modo comune, accuratezza del riferimento, rumore, filtraggio e condizioni di guasto.

Guida alla misura con RTD

Progettare una catena di misura RTD che preservi la precisione

Un RTD non fornisce direttamente la temperatura: la sua resistenza viene eccitata, trasmessa lungo i cavi, convertita in tensione e digitalizzata. Un buon sensore può quindi perdere precisione a causa dei conduttori, dell’autoriscaldamento o di una risoluzione ADC insufficiente.

Metodo e ipotesi

Lo strumento applica la relazione nominale IEC 60751 di Callendar–Van Dusen, con α = 0,00385, ai profili da Pt50 a Pt1000. Converte poi la resistenza in tensione tramite una sorgente di corrente o un partitore raziometrico. Il confronto fra segnali ideali e apparenti trasforma la resistenza dei cavi in un errore di temperatura nel punto indicato dal cursore.

Dati di ingresso da verificare

Sensore e intervallo reali

Scegli la R₀ del sensore realmente acquistato — Pt100, Pt500 e Pt1000 non producono la stessa tensione alla stessa corrente — e limita il grafico all’intervallo utile del prodotto. Il calcolo standard copre da −200 a +850 °C, ma non necessariamente la costruzione fisica del tuo sensore.

Cavo e collegamento

In modalità a 2 fili, entrambe le resistenze dei conduttori si sommano direttamente a quella dell’RTD. In modalità a 3 fili, lo strumento presume conduttori di compensazione abbinati e mostra l’errore residuo dovuto alla loro differenza. In modalità a 4 fili, il modello elimina idealmente l’errore dei conduttori senza nascondere gli errori dell’elettronica di misura.

Autoriscaldamento e digitalizzazione

Inserisci il coefficiente di autoriscaldamento pubblicato per l’installazione reale, non un valore generico. Verifica anche riferimento ADC, numero di bit e rumore della catena: un LSB teorico non corrisponde a una risoluzione utilizzabile se rumore o offset lo superano.

Procedura consigliata

  1. 1Seleziona il tipo di platino, l’intervallo di temperatura e la modalità di eccitazione, poi sposta il cursore sulla curva per esaminare i punti critici dell’intervallo.
  2. 2Confronta errore dei conduttori, autoriscaldamento e tolleranza di classe alla stessa temperatura; poi decidi se la misura a 2 fili è ancora accettabile o servono 3 o 4 fili.
  3. 3Usa l’intervallo di eccitazione per individuare un conflitto fra risoluzione diretta e riscaldamento, poi verifica guadagno, rumore, riferimenti e guasti con schema e prototipo.

Esempio decisionale

Con un Pt100 a 1 mA, ogni ohm dei cavi può rappresentare diversi gradi, secondo la temperatura. Un collegamento a 2 fili con 1 Ω per conduttore aggiunge circa 2 Ω e può consumare o superare la tolleranza della classe B. Una misura a 3 fili ben bilanciata riduce l’errore alla differenza residua; quella a 4 fili è preferibile quando serve precisione tracciabile.

Limiti da considerare

La curva è nominale, non un certificato di taratura. Non modella deriva, umidità, gradienti termici, resistenza di contatto variabile, rumore o non linearità e modo comune dello stadio di ingresso. Le classi IEC dipendono anche dalla costruzione a filo avvolto o a film sottile e dall’intervallo dichiarato dal produttore.

Domande frequenti

Perché scegliere Pt1000 invece di Pt100?

Alla stessa corrente, un Pt1000 fornisce una tensione e una pendenza circa dieci volte maggiori di un Pt100: la risoluzione ADC è più facile da ottenere e l’errore relativo dei conduttori diminuisce. Di contro, può essere necessario limitare la corrente di eccitazione per contenere l’autoriscaldamento; resta essenziale una buona interconnessione.

La misura a 3 fili annulla sempre l’errore dei cavi?

No. Compensa idealmente due conduttori di uguale resistenza con uno stadio di ingresso adatto a questa topologia. Differenze di lunghezza, sezione, temperatura o contatti lasciano un errore residuo, che lo strumento mostra esplicitamente.

Riferimenti da consultare

  • Riferimenti del metodo: IEC 60751 per curva nominale e classi di precisione; scheda tecnica RTD per coefficiente di autoriscaldamento, costruzione e intervallo qualificato; scheda tecnica dello stadio di ingresso ADC per rumore, offset e limiti di modo comune.

Contenuto didattico originale, revisionato per chiarezza tecnica il 20 agosto 2026. Prima di alimentare o produrre il circuito, verifica sempre le schede tecniche, le norme applicabili e il progetto.