Méthodes de câblage des capteurs de température à résistance de platine dans les systèmes à deux, trois et quatre fils
La résistance au platine Capteur de températureLes sondes PT100/PT1000, composants essentiels des systèmes de mesure de température industriels, dépendent fortement du choix de leur câblage pour garantir la précision des mesures et la stabilité du système. Cet article analyse en détail le principe de câblage, les méthodes courantes et les applications pratiques des capteurs à résistance de platine, afin d'aider les ingénieurs et techniciens à optimiser leurs systèmes de mesure de température.
L'instrument d'affichage doit simplement être connecté en série dans le circuit.
Structure du capteur à résistance de platine :
Système à deux fils :La variation de résistance du capteur de platine et la résistance du fil de connexion constituent la valeur de sortie du capteur. En raison de l'erreur supplémentaire due à la résistance du fil, la valeur mesurée est généralement supérieure. Ce type de capteur est utilisé lorsque la précision de mesure requise n'est pas trop élevée. Par ailleurs, la longueur du fil ne doit pas être excessive.
Système à trois lignesLa section et la longueur des trois fils sortant du capteur de résistance de platine doivent être identiques. Le circuit de mesure de la résistance de platine est généralement un pont déséquilibré. La résistance de platine est considérée comme l'une des résistances des bras du pont. Un fil est connecté à l'alimentation du pont, et les deux autres fils sont respectivement connectés au bras du pont où se trouve la résistance de platine et au bras adjacent. Lorsque le circuit du pont est équilibré, la variation de résistance des fils n'affecte pas le résultat de la mesure, éliminant ainsi l'erreur de mesure due à la résistance interne des conducteurs. Cependant, il est impératif d'utiliser un pont à bras parfaitement égaux ; sinon, l'influence de la résistance des fils ne peut être totalement éliminée.
L'adoption d'un système à trois fils permet de réduire considérablement l'erreur supplémentaire due à la résistance des fils. Dans l'industrie, la méthode de connexion à trois fils est généralement privilégiée.
Système à quatre filsLorsque la valeur de résistance mesurée est extrêmement faible, la résistance des cordons de test peut introduire des erreurs importantes. En mesure à quatre fils, deux cordons supplémentaires fournissent un courant constant, tandis que les deux autres mesurent la chute de tension aux bornes de la résistance inconnue. Si l'impédance d'entrée du voltmètre est suffisamment élevée, le courant qui le traverse est négligeable, permettant ainsi une mesure précise de la chute de tension. Le calcul de la valeur de la résistance dépend du nombre de fils utilisés pour le signal. Les transmetteurs à sortie de courant convertissent les grandeurs physiques en un courant de sortie de 4 à 20 mA et nécessitent une alimentation externe.
Ce type d'émetteur ne nécessite que deux fils externes pour être connecté, et est donc appelé émetteur à deux fils.
La limite inférieure de la norme relative aux boucles de courant industrielles est de 4 mA. Par conséquent, tant que le courant se situe dans la plage de mesure, le transmetteur dispose d'une alimentation d'au moins 4 mA.
Cela rend possible la conception de capteurs à deux fils.
Dans les applications industrielles, les points de mesure sont généralement situés sur site, tandis que les dispositifs d'affichage ou de commande se trouvent généralement dans la salle de contrôle ou l'armoire électrique.
La distance entre les deux est d'environ quelques dizaines à quelques centaines de mètres.
Calculé à une distance de 100 mètres, l'élimination de deux fils de transmission du signal représente une réduction de coût de près de 100 yuans ! De plus, les émetteurs à quatre et trois fils doivent utiliser des matériaux de blindage coûteux pour partager le fil n° 1 en raison de l'asymétrie du courant dans les fils.
Les émetteurs filaires et à deux fils peuvent utiliser des fils à paires torsadées extrêmement bon marché ; les émetteurs à deux fils sont donc définitivement le premier choix dans certaines applications.
Les résistances thermiques existent en versions à deux, trois et quatre fils. Le système à deux fils, simple à câbler, ne comporte aucune compensation de résistance de ligne, mais introduit des erreurs supplémentaires dues à la résistance des conducteurs.
Par conséquent, il n'est pas adapté à la fabrication de résistances thermiques de précision de niveau A, et lors de leur utilisation, les fils et les conducteurs ne doivent pas être trop longs.
Le système à trois fils intègre une compensation de résistance de ligne, éliminant ainsi l'influence de la résistance des conducteurs. Sa précision de mesure est supérieure à celle du système à deux fils. C'est le composant de contrôle de processus le plus répandu.
Système à quatre fils : Le système à quatre fils consiste à connecter deux fils à chaque extrémité de la base de la résistance thermique. Deux de ces fils alimentent la résistance thermique avec un courant constant I, convertissant sa résistance R en un signal de tension U. Ce signal U est ensuite transmis à l’automate programmable via les deux autres fils.
Cette méthode de plomb permet d'éliminer complètement la résistance du plomb, mais elle est relativement coûteuse et est principalement utilisée pour la détection de température de haute précision.
Le choix du câblage de la résistance en platine Capteurs de température Il convient d'examiner attentivement la précision des mesures, le coût d'installation et les conditions environnementales. Pour la plupart des applications industrielles, le système à trois fils offre le meilleur rapport coût-performance, tandis que le système à quatre fils est idéal pour les mesures de haute précision. Un câblage correct et un entretien régulier sont tout aussi importants pour garantir le fonctionnement stable et durable du système de surveillance de la température.