RTD – Détecteur de température à résistance
Aujourd’hui, on va découvrir en détail ce qu’est un RTD, ou détecteur de température à résistance, un composant essentiel dans les systèmes de mesure thermique de précision.
Principe de fonctionnement
Le RTD fonctionne grâce à la variation de la résistance électrique d’un métal en fonction de sa température. La propriété physique principale est que la résistivité d’un métal augmente de manière prévisible quand la température s’élève. Le platine est le métal le plus utilisé, notamment pour sa stabilité et sa linéarité sur une large plage de températures.
Construction et matériaux
Un RTD classique est constitué d’un fil métallique enroulé autour d’un support isolant ou déposé en fine couche sur un substrat. Les principales variantes sont :
- RTD à fil bobiné : fil de platine très fin enroulé avec soin pour maximiser la sensibilité.
- RTD à couche mince : film de platine déposé par procédé physique sur un substrat isolant.
La résistance nominale standard la plus courante est de 100 Ω à 0 °C, appelée PT100, bien qu’il existe aussi des PT500, PT1000, etc., qui ont des résistances nominales différentes pour une meilleure sensibilité ou adaptation à l’électronique.
Caractéristiques électriques et température
| Température (°C) | Résistance PT100 (Ω) | Coefficient de température (α) |
|---|---|---|
| 0 | 100 | ≈ 0,00385 Ω/Ω/°C |
| 100 | 138,5 | |
| 200 | 175,8 |
La relation entre la résistance et la température peut être modélisée par une équation polynomiale ou simplifiée grâce au coefficient de température α. Cette linéarité permet une conversion fiable de la résistance mesurée en température.
Avantages et inconvénients des RTD
- Avantages :
- Grande précision et stabilité à long terme.
- Bonne répétabilité des mesures.
- Large plage de mesure (de -200 °C à environ 850 °C selon les modèles).
- Inconvénients :
- Coût plus élevé comparé aux thermocouples.
- Réponse plus lente à cause de la masse thermique.
- Besoin d’une électronique adaptée pour mesurer la résistance avec précision.
Applications courantes
Les RTD sont largement utilisés dans les domaines où la précision est cruciale, comme :
- Industrie chimique et pharmaceutique pour le contrôle de procédés.
- Instrumentation de laboratoire.
- Systèmes de contrôle climatique dans l’aéronautique ou le spatial.
- Maintenance industrielle et surveillance des équipements.
Mesure et câblage
Pour éviter les erreurs dues à la résistance des fils, on utilise généralement des montages à 3 ou 4 fils :
- Montage 2 fils : simple mais sensible aux pertes de câble.
- Montage 3 fils : compense partiellement la résistance du câble, le plus courant en industrie.
- Montage 4 fils : permet la mesure la plus précise en annulant totalement la résistance des fils.
La précision de la mesure dépend fortement de la qualité de la sonde, du câblage et de l’instrumentation utilisée.
Pour aller plus loin, vous apprécierez notre article sur les thermocouples, une autre technologie de mesure de température très répandue, offrant un contraste intéressant avec les RTD.
