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Sensor

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)forT≥0°CR(T) = R₀(1 + AT + BT²) for T ≥ 0°C

Referência: IEC 60751 / ITS-90

R₀— Resistência a 0°C (Ω)
A— 3,9083 × 10˚³ (/°C)
B— −5,775 × 10 (/°C²)

Como Funciona

Esta calculadora calcula a resistência PT100/PT1000 à temperatura usando a equação de Callendar-Van Dusen IEC 60751:2022, essencial para técnicos de calibração, engenheiros de teste e projetistas de instrumentação que precisam verificar a precisão do sensor RTD ou projetar circuitos de condicionamento de sinal. A relação resistência-temperatura é R (T) = R0* (1 + A*T + B*T^2) para T >= 0 C e R (T) = R0* (1 + A*T + B*T^2 + C* (T-100) T^3) para T < 0 C. A IEC 60751 especifica coeficientes exatos: A = 3,9083e-3/C, B = -5,775e-7/C ^2, C = -4,2735e-12/C ^4. A sensibilidade dR/dt = R0 (A + 2* B* T) é igual a 0,391 Ohm/C a -100 C, 0,385 Ohm/C a 0 C e 0,379 Ohm/C a +100 C para PT100. As classes de precisão IEC 60751 definem faixas de tolerância: Classe AA é +/- (0,1 + 0,0017*|T|) C, Classe A é +/- (0,15 + 0,002*|T|) C, Classe B é +/- (0,3 + 0,005*|T|) C. A 0 C, a Classe AA permite um desvio de +/- 0,04 Ohm de 100,00 Ohm para sensores PT100.

Exemplo Resolvido

Problema: Calcule a resistência esperada de um sensor PT1000 a 150 C para a escala de entrada do PLC e determine a faixa de tolerância Classe A.

Solução:

  1. Dado: R0 = 1000 Ohm (PT1000), T = 150 C (positivo, use CVD de dois termos)
  2. Coeficientes IEC 60751: A = 3,9083e-3, B = -5,775e-7
  3. R (150) = 1000 * (1 + 3,9083e-3*150 + (-5,775e-7) *150^2)
  4. R (150) = 1000 (1 + 0,586245 - 0,012994) = 1000 1,573251 = 1573,25 Ohm
  5. Sensibilidade a 150 C: dR/dt = 1000* (A + 2* B* T) = 1000* (3,9083e-3 - 1,7325e-4) = 3,735 Ohm/C
  6. Tolerância de classe A a 150 C: +/- (0,15 + 0,002* 150) = +/- 0,45 C = +/- 1,68 Ohm
Resultado: O PT1000 lê 1573,25 Ohm a 150 C com sensibilidade de 3,74 Ohm/C. A tolerância da Classe A é de +/- 1,68 Ohm (1571,57 a 1574,93 Ohm).

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 Ohm introduz um erro de 0,26 C em um sistema PT100 de acordo com as diretrizes de medição ASTM E1137
  • ✓Escolha PT1000 em vez de PT100 quando a resistência ao chumbo for inevitável (cabos longos), pois o erro de resistência do chumbo é proporcionalmente 10 vezes menor; um cabo de 10 Ohm causa apenas 0,26 C de erro no PT1000 versus 2,6 C no PT100
  • ✓Limite a corrente de excitação a 1 mA ou menos para manter o autoaquecimento abaixo de 0,05 C em instalações industriais típicas de acordo com as recomendações do Anexo C da IEC 60751

Erros Comuns

  • ✗Usar somente a equação CVD de dois termos abaixo de 0 C omite o termo cúbico C, causando erros de 0,1 C a -50 C, 0,5 C a -100 C e 2,5 C a -200 C de acordo com as tabelas de verificação do Anexo B da IEC 60751
  • ✗Confundir o alfa IEC/DIN = 0,00385055 com o antigo padrão ASTM/US alpha = 0,003916; usar o conjunto de coeficientes incorreto causa um erro de 0,3 C a 100 C, aumentando para 1,2 C a 400 C
  • ✗Ignorando o autoaquecimento: uma excitação de 1 mA através de um PT100 de 100 Ohm dissipa 0,1 mW, aumentando a temperatura do sensor em 0,1-0,5 C, dependendo do acoplamento térmico ao meio medido

Perguntas Frequentes

Ambos usam curvas de temperatura e resistência de platina idênticas de acordo com a IEC 60751. O PT100 tem R0 = 100 Ohm e sensibilidade de 0,385 Ohm/C; o PT1000 tem R0 = 1000 Ohm e sensibilidade de 3,85 Ohm/C. O PT1000 oferece resolução 10 vezes melhor para a interface ADC do microcontrolador (resolução de 0,1 C com ADC de 12 bits versus 1 C para PT100 em referência de 3,3 V) e sensibilidade de resistência ao chumbo 10 vezes menor. A diferença de custo é mínima; o PT1000 é recomendado para novos projetos de acordo com as notas de aplicação do sensor TE Connectivity e Honeywell.
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 HVAC industrial, controle de processo e automação geral (+/- 0,8 C a 100 C). A classe A é usada para fabricação de produtos farmacêuticos (FDA 21 CFR Parte 211) e processamento de alimentos (conformidade com HACCP). A classe AA é exigida para referências de calibração, laboratórios de metrologia e instrumentação científica de acordo com os requisitos de rastreabilidade do NIST.
Não. A equação CVD com coeficientes IEC 60751 se aplica somente a RTDs de platina pura com alfa = 0,00385055. Os RTDs de níquel usam um polinômio diferente (DIN 43760), com sensibilidade de 0,617 Ohm/C a 0 C, mas com alcance limitado (-60 a +180 C). Os RTDs de cobre são lineares (alfa = 0,00427), mas limitados a -50 a +150 C. Para aplicações criogênicas abaixo de -200 C, use RTDs de ferro ródio ou germânio com coeficientes polinomiais calibrados pelo NIST.

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