Principe de fonctionnement du capteur RTD et ses applications

Capteurs sont les dispositifs utilisés par les équipements électroniques, électriques et mécaniques pour interagir avec l'environnement extérieur. Ceux-ci sont utilisés pour mesurer divers types de phénomènes physiques tels que des tensions, des courants, des accélérations, etc… Les capteurs utilisent différents principes pour mesurer ces grandeurs physiques. Tels que l'effet piézoélectrique est utilisé pour mesurer la tension et le courant, l'effet Hall est utilisé pour mesurer la densité magnétique, etc… RTD - Resistance temperature detecteur, est un capteur de température qui utilise la relation entre la température et la résistance du conducteur pour mesurer la température. Ce capteur remplace rapidement les thermocouples.

Qu'est-ce qu'un capteur RTD ?

Le terme RTD signifie Resistance Temperature Detector. Ce capteur est également connu sous le nom de thermomètre à résistance. Ce capteur est utilisé pour mesurer la température.

Habituellement, ils sont disponibles sous forme de longueur de fil fin en nickel platine ou en cuivre, enroulé autour d'un noyau en céramique ou en verre. Ce capteur utilise la relation température/résistance du fil pour mesurer la température.

En utilisant la relation température Vs résistance, on peut trouver la quantité de changement qui s'est produite à la valeur de résistance du capteur, pour un changement de degré de la température. Le métal platine a une relation résistance-température stable sur une large plage de températures.

Pour le nickel, la quantité de changement de résistance due au changement de température devient non linéaire, à une température supérieure à 300 ⁰ C. Sur la base de leur comportement, à différentes plages de température, les matériaux sont choisis pour fabriquer le fil mince, qui est utilisé dans RTD.

Les RTD peuvent être construits sous différentes formes et, dans certains cas, ils sont meilleurs que les thermocouples pour la stabilité, la précision et la répétabilité. RTD nécessite une source d'alimentation pour fonctionner. Contrairement au thermocouple qui utilise l'effet Seebeck pour générer une tension, le RTD utilise une résistance électrique.

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement du capteur RTD est basé sur la relation résistance-température du matériau utilisé pour sa construction. La quantité de changement observée dans la valeur de résistance du matériau due à une augmentation de température par degré est mesurée et le capteur est calibré en conséquence.

L'élément résistif est fragile, ils nécessitent toujours une isolation. Des fils isolants sont attachés à l'élément. Pour température inférieure à 250 ^o Des isolants C tels que le caoutchouc de silicium, le PVC sont utilisés. Un alliage métallique chimiquement inerte à la température est utilisé comme gaine de protection, pour loger le point de mesure et les cordons.

À partir de la température de 0 ⁰ C jusqu'à une valeur de température où le changement est linéaire, est considérée comme la plage de température du capteur. Cela dépend du matériau du fil utilisé dans le capteur. Pour le platine, la plage va jusqu'à 660 ⁰ C. Le nickel convient aux températures inférieures à 300 ⁰ C.

L'approximation linéaire de la relation résistance-température des métaux entre 0 ⁰ C et 100 ⁰ C est considéré comme les caractéristiques significatives du métal qui sert de fil dans le capteur.

Le coefficient de température de résistance est donné par

α =(R₁₀₀ –R₀ )/ (100 ⁰ C.R₀ )

Où R₀ et R₁₀₀ sont la résistance du capteur à la température 0 ⁰ C et 100 ⁰ C respectivement.

Applications de RTD

• Le capteur RTD est utilisé dans l'automobile pour mesurer la température du moteur, un capteur de niveau d'huile, des capteurs de température d'air d'admission. Dans la communication et l'instrumentation pour détecter la surchauffe des amplificateurs, des stabilisateurs de gain à transistor, etc…
• La RTD est utilisée dans l'électronique de puissance, l'informatique, l'électronique grand public, la manipulation et la transformation des aliments, l'électronique industrielle, l'électronique médicale, l'armée et l'aérospatiale.

Exemples de RTD

Certains des exemples de capteur RTD sont le capteur de liquide de refroidissement, la température d'huile de transmission. capteurs, capteur de température d'air d'admission, détecteurs d'incendie, etc.

En raison de leur précision et de leur stabilité, les capteurs RTD remplacent rapidement les thermocouples dans les applications industrielles. RTD peut donner des valeurs de précision plus élevées. Le RTD peut être stable pendant de nombreuses années par rapport au thermocouple, qui ne reste stable que quelques heures d'utilisation. Il y a des RTD présents dans nos appareils de tous les jours comme les machines à café, les téléphones portables. Quelle application de RTD avez-vous rencontrée ?