Termorresistência Pt100 é um sensor de temperatura feito de platina cuja resistência elétrica é de 100 Ω a 0 °C e cresce com a temperatura, à razão média de cerca de 0,385 Ω/°C entre 0 °C e 100 °C. É o sensor padrão da indústria quando a medição pede exatidão e estabilidade, em faixas que vão de cerca de −200 °C a 600 °C, conforme a construção.
Como funciona
A resistência da platina varia de forma muito repetitiva com a temperatura. A IEC 60751 define a relação padronizada pela equação de Callendar-Van Dusen. Acima de 0 °C:
R(t) = R0 · (1 + A·t + B·t²), com R0 = 100 Ω, A = 3,9083 × 10−3 °C−1 e B = −5,775 × 10−7 °C−2.
A 100 °C: R = 100 × (1 + 0,39083 − 0,005775) ≈ 138,51 Ω. Abaixo de zero entra um terceiro coeficiente, C. O instrumento mede a resistência fazendo passar uma corrente pequena (tipicamente 1 mA ou menos, para não aquecer o sensor) e converte o valor em temperatura.
Classes de tolerância (IEC 60751)
| Classe | Tolerância | A 100 °C |
|---|---|---|
| AA | ±(0,1 + 0,0017·|t|) °C | ±0,27 °C |
| A | ±(0,15 + 0,002·|t|) °C | ±0,35 °C |
| B | ±(0,3 + 0,005·|t|) °C | ±0,8 °C |
Essas são tolerâncias de fabricação do sensor intercambiável, sem calibração. Um sensor calibrado individualmente pode ser usado com a sua própria curva de calibração e incerteza bem menores.
Ligação a 2, 3 e 4 fios
Na ligação a 2 fios, a resistência dos cabos soma com a do sensor. Dois condutores de 0,5 Ω cada acrescentam 1 Ω, o que corresponde a cerca de 2,6 °C de erro. A ligação a 3 fios compensa a resistência do cabo quando os condutores são iguais, e a 4 fios praticamente a elimina, por isso é a usada em laboratório.
Calibração e certificado
O Pt100 é calibrado por comparação em banho termostático ou forno de blocos, contra um termômetro padrão (em geral outro Pt100 de referência), e eventualmente no ponto de gelo ou no ponto triplo da água. Pode-se calibrar só o sensor (medindo resistência) ou a malha inteira, com transmissor e indicador. No certificado, confira:
- se o resultado é do sensor ou da malha, e em Ω ou em °C;
- pontos cobrindo a faixa de uso;
- profundidade de imersão usada, que precisa ser parecida com a do processo;
- erro, incerteza e k em cada ponto, e coeficientes ajustados, se informados.
Erro comum
Calibrar o sensor e esquecer o transmissor, ou o contrário. Na prática, a malha inteira é o que mede o produto. Outro: imersão rasa no processo, com o sensor medindo a temperatura da conexão. O passo a passo está em calibração de termômetro.
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