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Resistência PT100/PT1000 vs Temperatura

Calcula a resistência de sensores RTD PT100 ou PT1000 em qualquer temperatura usando a equação Callendar-Van Dusen do ITS-90.

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Fórmula

R(T) = R₀(1 + AT + BT²) for T ≥ 0°C

Referência: IEC 60751 / ITS-90

R₀ — Resistance at 0°C (Ω)
A — 3.9083 × 10⁻³ (/°C)
B — −5.775 × 10⁻⁷ (/°C²)

Como Funciona

O PT100 e o PT1000 são detectores de temperatura de resistência à platina (RTDs) que exploram a relação previsível entre a temperatura e a resistência elétrica da platina. Um sensor PT100 tem uma resistência nominal de 100 Ω a 0 °C; um PT1000 tem 1000 Ω a 0 °C. A relação resistência-temperatura é descrita pela equação de Callendar-Van Dusen (CVD), padronizada na IEC 60751/ITS-90: R (T) = R( 1 + AT + BT²) para temperaturas ≥ 0 °C, com um termo adicional de correção cúbica C (T − 100) T³ abaixo de 0 °C. Os coeficientes são A = 3,9083 × 10˚³ /°C, B = −5,775 × 10․ /°C² e C = −4,183 × 10․ ¹ /°C⁴. A sensibilidade aproximada próxima de 0 °C é de 0,385 Ω/°C para PT100 e 3,85 Ω/°C para PT1000. Valores de R․ mais altos oferecem melhor resolução em circuitos de medição de baixo ruído. Os sensores PT100/1000 cobrem de −200 °C a +850 °C com precisões de até ±0,1 °C para a Classe AA (IEC 60751).

Exemplo Resolvido

Problema: Calcule a resistência de um sensor PT1000 a 150 °C.
Solução:
1. R․ = 1000 Ω (PT1000)
2. T = 150 °C (positivo, use CVD de dois períodos)
3. A = 3,9083 × 10˚³, B = −5,775 × 10․
4. R (150) = 1000 × (1 + 3,9083×10˚³ × 150 + (−5,775×10․) × 150²)
5. R (150) = 1000 × (1 + 0,58625 − 0,013) = 1000 × 1,5732 = 1573,2 Ω
6. Sensibilidade a 150 °C: dR/dt = 1000 × (A+ 2BT) = 1000 × (3,9083 × 10˚³ − 2 × 5,775 × 10․ × 150) = 3,735 Ω/°C
Resultado: O PT1000 lê 1573,2 Ω a 150 °C com sensibilidade 3,74 Ω /°C.

Dicas Práticas

  • ✓Use uma conexão de 4 fios (Kelvin) para eliminar erros de resistência de chumbo — até mesmo a resistência de chumbo de 0,1 Ω introduz um erro de 0,26 °C em um sistema PT100.
  • ✓Escolha PT1000 em vez de PT100 quando a resistência ao chumbo for inevitável (por exemplo, cabos longos), pois a resistência do chumbo é proporcionalmente 10 vezes menor.
  • ✓Limite a corrente de excitação a 1 mA ou menos para manter o autoaquecimento abaixo de 0,05 °C em instalações industriais típicas.

Erros Comuns

  • ✗Usando somente a equação CVD de dois termos abaixo de 0 °C — o termo cúbico C é significativo abaixo de −100 °C e sua omissão causa erros superiores a 1 °C.
  • ✗Ignorando o erro de autoaquecimento: uma excitação de 1 mA através de um PT100 de 100 Ω dissipa 0,1 mW, o que pode aumentar a temperatura do sensor em 0,1—0,5 °C, dependendo da montagem.
  • ✗Valores confusos de PT100 e PT1000 R— inserir dados de calibração de 100 Ω em um cálculo de PT1000 produz um erro de resistência de 10 ×.

Perguntas Frequentes

Ambos usam a mesma relação resistência-temperatura da platina. O PT100 tem R․ = 100 Ω e sensibilidade ~0,385 Ω/°C; o PT1000 tem R․ = 1000 Ω e sensibilidade ~3,85 Ω /°C. O PT1000 fornece uma resolução 10 vezes melhor e é preferido quando a resistência ao chumbo é significativa ou quando interage diretamente com ADCs de microcontroladores.
A IEC 60751 define Classe AA (±0,1 °C a 0 °C), Classe A (±0,15 °C), Classe B (±0,3 °C) e Classe C (±0,6 °C). A classe B é suficiente para a maioria das aplicações industriais de HVAC e processos; a classe A ou AA é usada para referências de calibração e monitoramento farmacêutico.
Não. A equação CVD com os coeficientes IEC 60751 se aplica somente aos RTDs de platina pura. Os RTDs de níquel e cobre usam diferentes ajustes polinomiais. Para RTDs de platina, sempre confirme se os coeficientes correspondem à IEC 60751 ou ao padrão nacional específico usado.

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