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Stima l’errore di temperatura dovuto alla resistenza dei conduttori di una sonda Pt100 o Pt1000 collegata a due, tre o quattro fili, dalla lunghezza del cavo o da una resistenza misurata.
Errore di lettura per eccesso
8,982°C
Controlla i valori per vedere un risultato.
Entrambi i conduttori si sommano alla resistenza del sensore, quindi la lettura risulta più alta.
2-wire ΔT = 2 × Rlead ÷ S3-wire ΔT = ΔRmismatch ÷ S4-wire ΔT ≈ 0
Un sensore Pt100 a 2 fili con 3,448 Ω di resistenza complessiva dei conduttori legge 8,982 °C in più.
Suggerimento: In una Pt100 a due fili, ogni ohm di resistenza totale dei conduttori aumenta la temperatura apparente di circa 2,6 °C. Il collegamento a tre fili compensa gran parte dell’errore; quello a quattro elimina il contributo di tale resistenza.
Una sonda RTD misura la temperatura tramite la propria resistenza elettrica: la resistenza dei conduttori di collegamento si somma alla misura. In una Pt100 a due fili, ogni ohm di resistenza totale aumenta la temperatura apparente di circa 2,6 °C. Un cavo di 20 m con due conduttori di rame da 0,5 mm², uno di andata e uno di ritorno, aggiunge 1,379 Ω e produce un errore di 3,55 °C a temperatura ambiente.
ΔT = 2 × Rconduttore ÷ S
I due conduttori sono in serie alla sonda. S è la sensibilità della sonda, circa 0,385 Ω/°C per Pt100 e 3,85 Ω/°C per Pt1000 vicino alla temperatura ambiente, secondo IEC 60751. La temperatura apparente risulta sempre troppo alta.
ΔT = ΔRsbilanciamento ÷ S
Il terzo filo consente allo strumento di misurare la resistenza di un conduttore e sottrarla. I fili di pari resistenza si compensano; rimane solo la loro differenza, dovuta a lunghezza, giunzioni o morsetti.
ΔT ≈ 0
Due fili portano la corrente e altri due misurano la tensione ai morsetti della sonda; perciò la resistenza dei conduttori non contribuisce più alla misura.
La resistenza di un conduttore di rame è pari alla resistività, 0,01724 Ω·mm²/m a 20 °C, moltiplicata per la lunghezza e divisa per la sezione. Aumenta di circa lo 0,4% per ogni grado di aumento della temperatura del cavo. Pertanto, l’errore di un collegamento a due fili varia con la temperatura ambiente.
Ogni conduttore di rame lungo 20 m e con sezione di 0,5 mm² ha una resistenza di 0,6896 Ω; l’anello totalizza 1,379 Ω. Con una sensibilità di 0,3885 Ω/°C, la temperatura apparente supera quella reale di 3,55 °C: oltre dieci volte la tolleranza di classe A a 20 °C.
Errore di lettura per eccesso 3,55 °C Apri nella calcolatrice
La sensibilità di Pt1000 è dieci volte maggiore: gli stessi 1,379 Ω aggiungono solo 0,355 °C. Per questo nei collegamenti a due fili si usano spesso sonde Pt1000.
Errore di lettura per eccesso 0,355 °C Apri nella calcolatrice
Su un percorso di 50 m, ogni conduttore ha una resistenza di 1,724 Ω. In un collegamento a tre fili, tuttavia, influisce solo lo sbilanciamento di 0,1 Ω: 0,1 ÷ 0,3839 = 0,2605 °C. Un morsetto allentato può aggiungere altro errore; verifica i collegamenti durante la messa in servizio.
Errore di lettura 0,2605 °C Apri nella calcolatrice
Errore di misura in °C a 20 °C per un collegamento a due fili con cavo di rame, andata e ritorno.
| Lunghezza del cavo (m) | Pt100, 0,5 mm² (°C) | Pt100, 1,5 mm² (°C) | Pt1000, 0,5 mm² (°C) |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,1775 | 0,05917 | 0,01775 |
| 2 | 0,355 | 0,1183 | 0,0355 |
| 5 | 0,8875 | 0,2958 | 0,08875 |
| 10 | 1,775 | 0,5917 | 0,1775 |
| 20 | 3,55 | 1,183 | 0,355 |
| 50 | 8,875 | 2,958 | 0,8875 |
| 100 | 17,75 | 5,917 | 1,775 |
Il collegamento a quattro fili è il più preciso. Quello a tre fili è il compromesso industriale più comune; quello a due è adatto a percorsi brevi o sonde Pt1000. La scelta dipende anche dai collegamenti supportati dallo strumento.
La stessa resistenza dei conduttori rappresenta una frazione dieci volte più piccola della resistenza della sonda: l’errore dovuto a conduttori e collegamenti si riduce dello stesso fattore. Per contro, la maggiore resistenza rende la misura un po’ più sensibile a correnti di dispersione e disturbi.
Solo per la resistenza dei conduttori alla temperatura a cui è stata misurata. La resistenza del cavo cambia con la sua temperatura: una correzione fissa funziona il giorno della taratura, poi deriva.
Le sonde TES impiegano termistori NTC da 10 kΩ con cavo assemblato in fabbrica. A 10 kΩ, la resistenza del cavo della sonda è una frazione trascurabile della misura.
