Definizioni di termocoppie e termoresistenze

Termocoppia Da Wikipedia, l'enciclopedia libera Esiste una grande varietà ditermocoppie, distinguibili in base ai due conduttori elettrici che compongono la giunzione ed al campo di applicazione (industriale, scientifico, alimentare, medico, ecc.).

Sono termocoppie di uso generale, economiche e disponibili in una grande varietà di formati. Il loro intervallo di misura va da -200 °C a 1260 °C. La sensibilità  è di circa 41 µV/°C.

Il loro intervallo di misura va da -40 °C a 750 °C ed essendo più limitato del tipo K, le rende meno diffuse di queste ultime. Sono utilizzate in vecchi apparati che non funzionano con il tipo K. Le termocoppie tipo J sono caratterizzate da un basso costo ed una notevole sensibilità (51,7 µV/°C), ma non possono essere utilizzate sopra i 760 °C a causa di una transizione magnetica che fa perdere loro la calibrazione.

Presentano caratteristiche simili alle termocoppie in ferro/costantana (tipo J). Presentano una sensibilità di 48,2 µV/°C. Utilizzabili nell'intervallo di temperature comprese tra -200 °C e 400 °C.

Hanno una elevata sensibilità (68 µV/°C) che le rende adatte ad applicazioni a bassa temperatura (criogeniche). Sono inoltre amagnetiche .

L'intervallo di misura utile è compreso tra i 650 °C e i 1250 °C. La loro stabilità e la resistenza all' ossidazione  a caldo le rendono un ottimo sostituto a basso costo delle termocoppie a base di platino  (tipi B, R, S) per le misure di alta temperatura. Progettate per essere una evoluzione del tipo K, sono oggigiorno sempre più popolari.

Le termocoppie B, R, S, sono tutte composte da metalli nobili  ed hanno caratteristiche simili. Sono le più stabili fra le termocoppie, ma la loro bassa sensibilità (10 µV/°C) ne limita l'uso a misure di alte temperature (>300 °C).

  • Tipo B (platino - 30% rodio (+)/platino-6% rodio (-))

Adatte per alte temperature, fino a 1800 °C. A causa della particolare relazione tensione-temperatura che le caratterizza, forniscono la stessa differenza di potenziale a 0 °C ed a 42 °C. Sono perciò inutili al di sotto di 50 °C.

  • Tipo R (platino - 13% rodio (+)/platino (-))

Adatte per alte temperature fino a 1600 °C.

  • Tipo S (platino - 10% rodio (+)/platino (-))

Adatte per alte temperature fino a 1600 °C. Grazie alla loro particolare stabilità, sono utilizzate come standard di calibrazione per il punto di fusione dell' oro  (1064,43 °C).

Termoresistenza Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

La termoresistenza, comunemente chiamata termometro a resistenza o RTD (dall' inglese   Resistance Temperature Detector), è un sensore  di temperatura  che sfrutta la variazione della resistività  di alcuni materiali al variare della temperatura. In particolare per i metalli  esiste una relazione lineare  che lega resistività e temperatura:

dove è la temperatura, è la resistività del materiale alla temperatura , è la resistività del materiale alla temperatura e un coefficiente che dipende dal materiale.

Sfruttando la relazione che lega resistenza  e resistività (tramite la sezione S e la lunghezza L del conduttore):

si ottiene: Da quest'ultima relazione si può dunque risalire alla temperatura da una misura di resistenza. In realtà la modellizzazione è più complessa, poiché anche la sezione e la lunghezza del conduttore aumentano con la temperatura, ma in modo molto meno significativo, in particolare nel caso di materiali opportunamente scelti.

Una relazione con termini fino al terzo ordine, più accurata di quella lineare, è la seguente: in cui

Termoresistenze al platino [modifica | modifica wikitesto]

Esistono in commercio diversi tipi di termoresistenza, generalmente abbastanza resistenti agli agenti corrosivi , che possono misurare temperature in un buon intervallo di temperatura (anche se inferiore a quello delle termocoppie ) e che soprattutto hanno un'ottima linearità.

Molto diffuse sono le cosiddette Pt100 e Pt1000, ovvero termoresistenze in platino  (Pt), in cui la resistenza alla temperatura di 0 °C  è pari rispettivamente a 100 Ω  e 1000 Ω .

Esistono due categorie di termoresistenze al platino:

  • termoresistenze a film sottile
  • termoresistenze a filo

Le termoresistenze a film si realizzano deponendo, sotto vuoto, un sottilissimo strato di platino su un substrato di ceramica (tipicamente di forma rettangolare di 2 mm x 5 mm). Dopo aver fissato i terminali per il collegamento elettrico esterno, tipicamente si effettua una taratura del dispositivo al laser.

Secondo la norma IEC 751 (1995) le Pt100 sono classificate a seconda della tolleranza nella misura fornita:

  • Pt100 Classe A ±0,15 °C [0 °C] ±0,06 Ω [0 °C]
  • Pt100 Classe B ±0,30 °C [0 °C] ±0,12 Ω [0 °C]

TCR[modifica | modifica wikitesto]

Il TCR ( Temperature Coefficient of Resistance) di una termoresistenza indica la variazione media per grado centigrado del valore della resistenza fra gli 0 °C e i 100 °C. Può essere espresso con la formula:

Il TCR viene indicato con perché coincide col coefficiente dell'equazione lineare che esprime R in funzione della temperatura. Un maggiore valore di TCR indica una maggiore sensibilità dovuta ad una più grande purezza del platino usato. In pratica il TCR viene usato per distinguere fra le varie curve resistenza/temperatura disponibili per le termoresistenze al platino, per le quali i valori variano da 0,00375 a 0,003928 Ω / Ω /°C. La norma IEC 751 prescrive per le Pt100 un TCR di 0,00385 Ω / Ω /°C.

Termoresistenza

   
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
 
 

La  termoresistenza , comunemente chiamata  termometro a resistenza  o  RTD  (dall' inglese   R esistance  T emperature  D etector ), è un  sensore  di temperatura  che sfrutta la variazione della  resistività  di alcuni materiali al variare della temperatura. In particolare per i  metalli  esiste una relazione lineare  che lega resistività e temperatura:

dove   è la temperatura,   è la resistività del materiale alla temperatura  ,   è la resistività del materiale alla temperatura   e   un coefficiente che dipende dal materiale.

Sfruttando la relazione che lega  resistenza  e resistività (tramite la sezione  S  e la lunghezza  L  del conduttore):

si ottiene:

Da quest'ultima relazione si può dunque risalire alla temperatura da una misura di resistenza.

In realtà la modellizzazione è più complessa, poiché anche la sezione e la lunghezza del conduttore aumentano con la temperatura, ma in modo molto meno significativo, in particolare nel caso di materiali opportunamente scelti.

Una relazione   con termini fino al terzo ordine, più accurata di quella lineare, è la seguente:

in cui 

Termoresistenze al platino[modifica | modifica wikitesto]

Esistono in commercio diversi tipi di termoresistenza, generalmente abbastanza resistenti agli  agenti corrosivi , che possono misurare temperature in un buon intervallo di temperatura (anche se inferiore a quello delle  termocoppie ) e che soprattutto hanno un'ottima linearità.

Molto diffuse sono le cosiddette  Pt100  e  Pt1000 , ovvero termoresistenze in  platino  (Pt), in cui la resistenza alla temperatura di 0  °C  è pari rispettivamente a 100  Ω  e 1000  Ω .

Esistono due categorie di termoresistenze al platino:

  • termoresistenze a film sottile
  • termoresistenze a filo

Le termoresistenze a film si realizzano deponendo, sotto vuoto, un sottilissimo strato di platino su un substrato di ceramica (tipicamente di forma rettangolare di 2 mm x 5 mm). Dopo aver fissato i terminali per il collegamento elettrico esterno, tipicamente si effettua una taratura del dispositivo al laser.

Secondo la norma IEC 751 (1995) le Pt100 sono classificate a seconda della tolleranza nella misura fornita:

  • Pt100 Classe A ±0,15 °C [0 °C] ±0,06 Ω [0 °C]
  • Pt100 Classe B ±0,30 °C [0 °C] ±0,12 Ω [0 °C]

TCR[modifica | modifica wikitesto]

Il TCR ( Temperature Coefficient of Resistance ) di una termoresistenza indica la variazione media per grado centigrado del valore della resistenza fra gli 0 °C e i 100 °C. Può essere espresso con la formula:

Il TCR viene indicato con   perché coincide col coefficiente   dell'equazione lineare che esprime R in funzione della temperatura. Un maggiore valore di TCR indica una maggiore sensibilità dovuta ad una più grande purezza del platino usato. In pratica il TCR viene usato per distinguere fra le varie curve resistenza/temperatura disponibili per le termoresistenze al platino, per le quali i valori variano da 0,00375 a 0,003928  Ω / Ω /°C. La norma IEC 751 prescrive per le Pt100 un TCR di 0,00385  Ω / Ω /°C.

 

\alpha_1>\alpha_2>\alpha_3
R(T) =R_0 \cdot [1+\alpha_1 (T-T_0)+ \alpha_2 (T-T_0)^2+ \alpha_3(T-T_0)^3]
(T,R)
R(T) =R_0 \cdot [1+\alpha (T-T_0)]
R={{\rho L \over S}}
\alpha
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