Connexions des thermorésistances aux éléments de contrôle et de mesure
Les capteurs de température peuvent être connectés à des afficheurs ainsi qu’à des éléments de contrôle pour réaliser le contrôle de la température comme par exemple sur les machines d’injection de plastiques, les réfrigérateurs, fours, déshumidificateurs, etc. Les possibles connexions des capteurs aux éléments de contrôle ou de mesure sont indiqués ci-après :
a) Modèles à 2 fils
Normalement, l’extension depuis la tête jusqu’aux éléments de contrôle ou de mesure s’effectue avec des fils en cuivre standard.
Quand la distance entre la thermorésistance et le point de connexion de l’instrument de mesure est importante (elle peut être de 10 m), la propre résistance du câble ajoute une résistance à l’élément résistif de température ce qui donne une valeur de mesure qui convertie en température peut donner lieu à une erreur importante.
Supposons par exemple qu’on dispose d’un câble d’extension en cuivre de 1 mm² de section. En sachant que la résistivité est de 0,017 \(\dfrac{\Omega \times mm}{m}\). la valeur par mètre sera donc de 0,017 Ω. Si la température mesurée est de 100 ºC et que l’instrument se trouve à une distance de 10 m, la résistance totale sera :
R1=R2= 0,17 Ω
R (Pt100)= 138,84 Ω
R1 +R2+ R(Pt100)= 139,18 Ω.
Il correspondrait à cette résistance conduite à la formule, une Température de 101 ºC, ensuite il existe une erreur de 1 º C.
Pour essayer d’éviter ce problème dans la mesure de la température, un conditionneur de signal est installé dans le circuit. Ce conditionneur est chargé de compenser cette erreur par l’intermédiaire d’un circuit électronique. De plus, le conditionneur donne une sortie en tension qui peut être par exemple :
0V à 0ºC ;
10V à 100ºC ;
Pour compenser le problème des résistances, le circuit conditionneur est formé d’un pont de Wheatstone équilibré qui reçoit sur l’une des branches la Pt100. Avec ce circuit, la longueur du câble d’extension entre l’élément capteur et l’instrument de mesure, n’a aucune répercussion.
Cependant ce dispositif présente encore un autre inconvénient car avec la température, la résistance des fils a et b de connexion de la sonde au pont, varie quand la température change et cette variation fausse par conséquent, l’indication de la valeur de la température. Même si la résistance de ces fils est faible (grand diamètre) et qu’elle est connue, les longueurs qu’il peut y avoir dans un champ entre la sonde et le panneau où se trouve l’élément de contrôle ou de mesure, ajoutent une importante résistance au bras de la sonde.
b) Modèles de 3 et 4 fils
Dans la pratique, le montage à 3 fils est le plus utilisé. Dans ce circuit la sonde est connectée au point par l’intermédiaire de trois fils, et de cette façon, la longueur des conducteurs et la température des câbles ne répercute en rien dans la mesure et la seule condition requise est que la résistance des fils a et b soit exactement la même. Ces modèles permettent d’obtenir une bonne précision dans la mesure de la température.
Le montage à 4 fils s’utilise pour obtenir la précision la plus élevée possible dans la mesure comme par exemple pour le calibrage de patrons de résistance en laboratoire.
