Temperatura e termografia · Sonde di processo
Termocoppia e Pt100: qual è la differenza
Le termocoppie e Pt100 sono i due grandi tipi di sensore che stanno dentro quasi tutti i termometri a contatto e le sonde di processo industriali. La termocoppia sfrutta l’effetto termoelettrico: unendo due metalli diversi, alla loro giunzione nasce una piccola tensione che dipende dalla temperatura; è robusta, economica e copre campi di misura molto ampi, ma richiede la compensazione del giunto freddo. La Pt100 sfrutta invece la variazione di resistenza del platino con la temperatura, in modo noto e molto ripetibile: è più precisa e stabile, ma su un campo più limitato. Questa pagina spiega i due principi, i tipi e le classi, e come scegliere tra termocoppie e Pt100 per una sonda di processo.
Le termocoppie e Pt100 sono i due grandi tipi di sensore che stanno dentro quasi tutti i termometri a contatto e le sonde di processo industriali. Capirne la differenza è la chiave per scegliere il sensore giusto: la termocoppia è robusta ed economica e copre temperature elevate, la Pt100 è più precisa e stabile ma per campi più contenuti. La scelta tra i due determina precisione, campo di misura e costo di un sistema di misura di temperatura.
Questa pagina spiega i due principi fisici, l’effetto termoelettrico della termocoppia e la variazione di resistenza della Pt100, i tipi e le classi disponibili e come si sceglie una sonda di processo. È rivolta a chi progetta o integra misure di temperatura in impianti e macchine.
Due principi diversi
La termocoppia sfrutta l’effetto termoelettrico: unendo due metalli diversi, alla loro giunzione nasce una piccola tensione che dipende dalla temperatura. Misurando questa tensione si risale alla temperatura del giunto. È un sensore semplice, robusto, capace di misurare temperature molto elevate, ma la tensione in gioco è minuscola e richiede una gestione attenta.
La Pt100 sfrutta invece la variazione di resistenza elettrica del platino con la temperatura: la sua resistenza cambia in modo noto e molto ripetibile, e misurandola si ricava la temperatura. È più precisa e stabile nel tempo della termocoppia, ideale dove serve accuratezza, ma copre un campo di temperatura più ristretto e costa di più.
Vuoi un aiuto nella scelta del prodotto ?
La termocoppia in dettaglio
Esistono diversi tipi di termocoppia, indicati con una lettera, ciascuno con una coppia di metalli diversa e quindi un campo di temperatura e una sensibilità propri. Alcuni tipi coprono le alte temperature dei forni e delle fiamme, altri sono ottimizzati per campi più bassi o per ambienti aggressivi. Scegliere il tipo giusto per l’intervallo di temperatura e l’ambiente è il primo passo.
Il giunto freddo
Un aspetto peculiare della termocoppia è che misura la differenza di temperatura tra il giunto di misura e il punto in cui si collega allo strumento, detto giunto freddo. Per ottenere la temperatura assoluta, lo strumento deve conoscere e compensare la temperatura del giunto freddo, cosa che fa in automatico. È il motivo per cui i cavi di prolunga delle termocoppie devono essere dello stesso tipo del sensore: un cavo sbagliato introduce un errore proprio in questo punto.
La Pt100 e le classi
La Pt100 si distingue per classi di precisione, che definiscono quanto stretta è la tolleranza sulla misura: le classi più fini sono richieste in laboratorio e nel collaudo, quelle più larghe bastano nel controllo di processo. Il collegamento, inoltre, può essere a due, tre o quattro fili: più fili si usano, più si elimina l’errore dovuto alla resistenza dei cavi di collegamento, importante nelle misure precise e a distanza.
Scegliere tra i due
La scelta segue poche regole. Per temperature molto elevate, per robustezza e basso costo, o dove serve una risposta rapida, si sceglie la termocoppia. Per la massima precisione e stabilità nel tempo, in campi di temperatura moderati, si sceglie la Pt100. Molte applicazioni industriali usano l’una o l’altra proprio in base a questo compromesso tra precisione, campo e costo.
| Aspetto | Termocoppia | Pt100 |
|---|---|---|
| Principio | Effetto termoelettrico | Variazione di resistenza |
| Campo | Molto ampio, alte temperature | Più ristretto |
| Precisione | Buona | Elevata e stabile |
| Costo | Basso | Maggiore |
Questi sensori sono il cuore dei Termometri a contatto e sonde intercambiabili, e la loro esattezza si verifica con i Calibratori e strumenti di riferimento. Fanno parte della categoria Temperatura e termografia.
La sonda di processo
Nell’industria il sensore è racchiuso in una sonda di processo, progettata per resistere all’ambiente in cui lavora: pressione, corrosione, vibrazioni, contatto con il prodotto. La guaina, il pozzetto termometrico che la protegge, gli attacchi al processo e i materiali si scelgono in funzione dell’impianto. La qualità della misura dipende anche da come la sonda è installata: un pozzetto troppo massiccio rallenta la risposta, una posizione sbagliata legge una temperatura non rappresentativa del processo.
I modelli
Accanto alle sonde a contatto, il catalogo raccoglie gli apparecchi fissi che misurano il processo e ne consegnano il valore al quadro. I primi sono i contatori e misuratori di aria compressa: si installano in linea, con tubo di misura integrato o a sonda inserita attraverso un collare di foratura, e restituiscono portata e totalizzatore. La scelta si gioca sul diametro, sul campo e sul modo di montarli e smontarli. Seguono il trasmettitore di punto di rugiada, che misura l’umidità residua dell’aria compressa, e i trasmettitori di umidità di processo, unità in due pezzi fatte di elettronica fissa e sonda separata. Nessuno di questi è uno strumento portatile: si montano, si cablano e restano al loro posto. I dati completi sono nelle schede.
Aria compressa
Testo 6440: 6441-6444
Quattro contatori di aria compressa da installare in linea, con tubo di misura integrato, da DN15 a DN50: 0555 6441, 6442, 6443 e 6444. Sensore termico in ceramica rivestita di vetro, campo 1:300 da 0,25…75 Nm³/h a 2,3…700 Nm³/h secondo il diametro. Uscita 4…20 mA a 3 fili, uscita a impulsi e due uscite di commutazione pnp; PN max 16 bar.
A sonda, DN40-DN250
Testo 6448
Contatore a sonda a stelo: si inserisce nella tubazione attraverso un collare di foratura e copre i diametri da DN40 a DN250. Velocità 0…160 m/s, precisione ±3 % del valore misurato ±3 % del fondo scala a temperatura ambiente. Uscita 4…20 mA a 4 fili, uscita a impulsi e due uscite di commutazione; PN 16, 850 g.
Con tratto di misura
Testo 6446 e 6447
Due contatori con tratto di misura proprio, da DN65 a DN250, che condividono sensore, uscite e dati: il 6447 aggiunge l’estrazione della sonda con l’impianto in pressione. Campo da 6…2.000 m³/h a DN65 fino a 92…27.500 m³/h a DN250. L’unica immagine fornita dal costruttore ritrae i due modelli insieme.
Con display, DN15-DN50
Testo 6451, 6452, 6453 e 6454
Misuratori fissi con connessione filettata e display a colori, da DN15 a DN50: portata, totalizzatore, temperatura e pressione d’esercizio. Campo da 4…1.250 l/min a 40…11.670 l/min secondo il diametro, classe 1-4-1 ±(2 % del valore misurato + 0,5 % del fondo scala). Due uscite analogiche 4…20 mA impostabili, carico max 500 Ω.
DN65-DN250
Testo 6456
Misuratore fisso per i diametri da DN65 a DN250, da 9…2.011 m³/h a 115…27.590 m³/h e da 0,6 a 143 m/s. Precisione classe 151 ±(3 % del valore misurato + 0,3 % del fondo scala). Con l’opzione F02 porta in uscita anche la pressione. Resistenza in pressione 16 bar, 14 bar oltre il DN200.
Sonda estraibile in pressione
Testo 6457
Stessi diametri da DN65 a DN250, ma flangia a saldare e raccordo brevettato che consente di rimuovere la sonda con la linea in pressione. Campo da 8…1.877 m³/h a 115…27.450 m³/h, classe 151 ±(3,1 % del valore misurato + 0,5 % del fondo scala). Un’uscita analogica e una a impulsi: la misura di pressione non è prevista.
Il punto di rugiada dell’aria compressa
Punto di rugiada
Testo 6740
Trasmettitore che si avvita in linea, con filetto G½ o NPT½", e lavora fino a 50 bar di pressione di processo: misura l’umidità residua dell’aria compressa e la restituisce come punto di rugiada, -45…+30 °Ctd. Incertezza ±1 K a 0 °Ctd, ±3 K a -20 °Ctd e ±4 K a -40 °Ctd; uscita 4…20 mA a 2 fili. «testo 6740» è il nome della famiglia: i codici sono 6741, 6742, 6743 e 6744.
L’umidità di processo
Umidità di processo
Testo 6651
Trasmettitore da quadro in due pezzi: l’elettronica sta nel suo involucro e la misura arriva da una sonda di processo separata della serie 660x, collegata a innesto digitale. Umidità 0…100 %UR, con unità %UR, °Ctd, °Ftd e g/m³; il campo di temperatura dipende dalla sonda. Due canali 0/4…20 mA oppure 0…1/5/10 V; modulo Ethernet e quattro relè opzionali. Fluidi dichiarati: aria e azoto.
Umidità industriale
Testo 6681
Il trasmettitore di umidità industriale della gamma: involucro metallico da 1,960 kg e sonde di processo della serie testo 6610, con stelo in acciaio inox, tenuta fino a PN 16 e temperature fino a +180 °C. Campo 0…100 %UR e dodici grandezze calcolate a partire dall’umidità, dal punto di rugiada all’entalpia al contenuto d’acqua in ppmV. Il costruttore lo destina a essiccazione, umidità residua e aria compressa di processo.
Domande frequenti
La termocoppia sfrutta l’effetto termoelettrico ed è robusta, economica e capace di misurare temperature molto elevate; la Pt100 sfrutta la variazione di resistenza del platino ed è più precisa e stabile nel tempo, ma copre un campo più ristretto e costa di più.
È il punto in cui la termocoppia si collega allo strumento: la termocoppia misura la differenza di temperatura tra il giunto di misura e quello freddo, quindi lo strumento deve conoscere e compensare la temperatura del giunto freddo per dare il valore assoluto. Per questo i cavi di prolunga devono essere dello stesso tipo del sensore.
A eliminare l’errore dovuto alla resistenza dei cavi di collegamento: più fili si usano, più si compensa questo contributo, importante nelle misure precise e quando la sonda è collegata a distanza. Il collegamento a due fili è il più semplice ma il meno accurato.
Per temperature molto elevate, robustezza, basso costo o risposta rapida si sceglie la termocoppia; per la massima precisione e stabilità nel tempo, in campi di temperatura moderati, si sceglie la Pt100. È un compromesso tra precisione, campo di misura e costo.
Maggiori informazioni e contatti
Partner divisione sistemi e integrazione sensori : www.roder.it
Partner divisione visione artificiale : www.rodervision.com
Maggiori informazioni su INNOVACHECK : chi siamo
Contatto per informazioni generali : info@roder.it
Contatto per informazioni su questi prodotti : info@innovacheck.com
Visita la pagina Linkedin
Le informazioni contenute in questa pagina web sono fornite a scopo puramente informativo. Pur essendo state elaborate con la massima cura, non costituiscono un’offerta contrattuale né un impegno vincolante per la fornitura. Possono contenere errori di trascrizione, traduzione o refusi. Per informazioni precise e aggiornate, si invita a contattare direttamente la nostra azienda.
Devi effettuare l'accesso per postare un commento.