Capteurs de température à résistance (RTD)

Les capteurs de température à résistance (RTD) sont utilisés pour mesurer la température en changeant la résistance proportionnellement à la température. Les RTD sont conçus avec des éléments de température de base ainsi qu'avec des assemblages entièrement encapsulés. Ces sondes RTD se composent d'un élément de capteur RTD, d'une gaine ou d'un logement, d'une résine époxy ou d'un produit de remplissage, de fils d'extension et parfois d'un connecteur ou d'une terminaison. Différents matériaux de capteurs sont disponibles selon les exigences des clients en matière de compatibilité des matériaux, de précision et de plage de mesure. Les ensembles standard ainsi que les conceptions personnalisées permettent de concevoir les RTD les mieux adaptés à une variété d'applications.

Bien qu'une thermistance CTN soit également un composant résistif, un RTD est réservé aux capteurs à résistance métallique à coefficient de température positif. En règle générale, les RTD sont fabriqués à partir de métaux ordinaires tels que le platine, le nickel ou le cuivre, car ces matériaux ont un coefficient de température positif très linéaire et reproductible. La plage de températures de fonctionnement typique s'étend de -50°C à +600°C, mais des conceptions spéciales permettent une utilisation de -200°C à +1000°C.

TE Connectivity fabrique des assemblages et des sondes RTD, ainsi que des éléments de capteurs RTD, à la fois à couche mince en platine et à enroulement en verre. Le platine (Pt) est le matériau le plus fréquemment utilisé pour les RTD, car il présente la relation résistance–température la plus stable sur la plus vaste plage de températures. Pour permettre l'interchangeabilité entre les fabricants dans l'intérêt de l'industrie mondiale, certaines normes internationales ont été adoptées par la plupart des pays, notamment la norme DIN EN 60751 qui définit la précision de température et la courbe caractéristique résistance/température pour plusieurs classes de tolérance.

Les éléments RTD à couche mince en platine de TE Connectivity offrent une précision et une stabilité élevées, avec une large sélection de tailles standard et de classes de précision, et ils sont disponibles dans les valeurs de résistance de base Pt100 et Pt1000 pour répondre à la demande industrielle croissante en matière d'éléments de capteurs en platine précis, stables et fiables.

Les applications pour les capteurs RTD sont extrêmement vastes, notamment dans les domaines de la médecine, de l'aérospatiale, de l'automobile, de l'instrumentation, de l'électroménager, de la commande moteur et du CVC/R (chauffage, ventilation, climatisation et réfrigération). Ces capteurs de température peuvent fonctionner sur des composants au niveau carte, ainsi que dans des environnements difficiles et dangereux, avec diverses homologations. La mesure de la température des gaz d'échappement (EGT) est une application de plus en plus répandue pour les capteurs en platine. Un capteur EGT mesure la température des gaz d'échappement d'un moteur afin d'éviter d'endommager des composants critiques tels que le système de post-traitement, les turbines et les soupapes d'échappement de la culasse. Un capteur EGT peut contribuer à optimiser les performances d'un moteur et à réaliser des économies de carburant et de maintenance.

Figure 1 : Différents RTD de TE Connectivity. (Source de l'image : TE Connectivity)

Comprendre les RTD : détection de température de précision

Parcourez les offres RTD de TE Connectivity chez DigiKey et découvrez un riche catalogue répertoriant de nombreux produits, chacun conçu pour la précision, la stabilité et une grande variété d'applications industrielles, de laboratoire et embarquées.

Présentation et utilisation des RTD

Un RTD est un capteur dont la résistance électrique change en fonction de la température. Les caractéristiques suivantes font des RTD la solution idéale lorsque la précision est essentielle (par exemple, contrôle des processus, CVC, bancs d'essai et instrumentation industrielle) :

• Linéarité et prévisibilité — Étalonnage et compensation simplifiés
• Stabilité dans le temps — Dérive inférieure en cas de cycles thermiques répétés
• Larges plages de fonctionnement — De nombreux RTD s'étendent des températures négatives à des centaines de degrés Celsius

Gammes populaires de RTD en platine (Pt) de TE Connectivity

TE Connectivity propose de nombreux RTD en platine populaires :

• NB-PTCO-002 - RTD en platine 100 Ω, tolérance de résistance ±0,12 % avec température de fonctionnement de -50°C ~ +600°C et précision de ±0,3°C
• NB-PTCO-050 - RTD en platine 1 kΩ, tolérance de résistance ±0,06 % avec température de fonctionnement de -30°C ~ +300°C et précision de ±0,15°C
• NB-PTCO-006 - RTD en platine 1 kΩ, tolérance de résistance ±0,12 % avec température de fonctionnement de -50°C ~ +600°C et précision de ±0,3°C
• NB-PTCO-058 - RTD en platine 100 Ω, tolérance de résistance ±0,04 % avec température de fonctionnement de -30°C ~ +200°C et précision de ±0,1°C

Conseils de sélection du RTD approprié

Pour choisir le RTD adapté à votre application, il convient de suivre les consignes suivantes :

1. Résistance et tolérance
   L'utilisation d'un RTD de 100 Ω est courante (par exemple, Pt100). Mais dans certains circuits, les variantes de 1 kΩ réduisent les erreurs de fils de sortie. Évaluez les spécifications de tolérance afin de les adapter à vos exigences de conception.
2. Plage de températures de fonctionnement
   Sélectionnez des composants couvrant les valeurs extrêmes attendues. Les RTD de TE Connectivity s'étendent de –50°C à +600°C.
3. Style de sortie et de boîtier
   Pour l'intégration de circuit imprimé, les boîtiers SIP ou à montage en surface sont pratiques. Pour l'immersion ou les environnements difficiles, privilégiez les types à sonde ou à fil de sortie.
4. Courant d'excitation
   Utilisez un faible courant pour éviter l'auto-échauffement, mais veillez à ce qu'il soit suffisant pour le rapport signal/bruit.
5. Étalonnage et précision
   Les systèmes haute précision peuvent nécessiter des RTD avec des tolérances de ±0,04 % ou plus, contre ±0,12 % ou ±0,5 % pour les modèles à usage général.

Précision des RTD

La précision est une combinaison de la tolérance de résistance de base (tolérance de résistance à la température d'étalonnage) et de la tolérance du coefficient de température de résistance (tolérance dans la pente caractéristique). Toute température supérieure ou inférieure à cette température a une bande de tolérance plus large ou une précision inférieure (Figure 2). La température d'étalonnage la plus courante est 0°C.

Figure 2 : Courbes typiques de la résistance d'un RTD en platine en fonction de la température et de la précision. (Source de l'image : TE Connectivity)

Résumé

Chez DigiKey, nous proposons une variété de RTD de TE Connectivity, et notre recherche paramétrique vous permet de comparer des dizaines de capteurs de température à résistance côte à côte. En examinant les spécifications de résistance, de tolérance, de plage de fonctionnement, de type de boîtier et de courant nominal, vous pouvez sélectionner le RTD adapté à vos mesures thermiques rigoureuses. Que vous ayez besoin d'instruments de laboratoire de haute précision ou de capteurs industriels renforcés, TE Connectivity dispose de nombreuses options prêtes à être intégrées dans vos conceptions.

Besoin d'aide pour faire le bon choix ? Le TechForum de DigiKey est là pour vous aider à trouver la solution idéale pour votre application.

Besoin d'aide avec un convertisseur de température ? DigiKey propose de nombreux calculateurs en ligne pour vous aider dans votre prochain projet.

Autres ressources :

Fiche produit sur les RTD en platine à couche mince : https://www.digikey.fr/fr/product-highlight/t/te-connectivity-measurement-specialties/rtd-platinum-thin-film

Fiche technique de TE sur les éléments en platine à couche mince : https://www.te.com/usa-en/product-NB-PTCO-006.datasheet.pdf

RTD en platine à couche mince de TE Connectivity | Vidéo d'aperçu de la fiche technique : https://www.digikey.fr/fr/videos/t/te-connectivity-amp/rtd-platinum-thin-film-datasheet-preview

Des solutions plus intelligentes grâce aux capteurs de TE Connectivity : https://www.digikey.fr/fr/product-highlight/t/te-connectivity/sensor-solutions-type

Comprendre les RTD : https://www.te.com/en/products/sensors/temperature-sensors/resources/understanding-rtds.html

Référence :

https://www.te.com/en/products/sensors/temperature-sensors/rtd-sensors.html