TERMOREZISTENTA DIN PLATINA

Deplasarea electronilor de conductie din metal este ingreunata de vibratiile atomilor in nodurile retelei cristaline. Fiindca amplitudinea vibratiilor este dependenta de temperatura si rezistivitatea electrica a metalelor este. Cunoscand dependenta de temperatura a rezistivitatii electrice a metalului, putem construi un senzor de temperatura bazat pe acest fenomen.

Platina se utilizeaza la construirea termorezistentelor fiindca se prelucreaza relativ usor si este stabila din punct de vedere chimic si fizic pe o gama larga de temperaturi in diverse medii.

Figura 1. Structura unei termorezistente din platina.

Comportarea rezistentei electrice a platinei in functie de temperatura este descrisa de ecuatia empirica Callendar-Van Dusen :

R/R₀ = 1+a× [t – d× (t/100 –1)× (t/100) – b× (t/100 –1)× (t/100)³]

R = rezistenta electrica la temperatura "t" ;
R_o = rezistenta electrica la 0 ^oC ;
b = 0 pentru t ? 0 ^oC ; b ? 0 la t < 0 ^oC;
a = panta medie a curbei rezistenta/temperatura in intervalul 0? 100 ^oC, fiind un indicator bun al puritatii platinei si al starii de tratament termic; a = (R₁₀₀ – R₀)/(100× R₀)
d = departarea de la liniaritate in intervalul 0? 100 ^oC a curbei rezistenta/temperatura, depinzand de dilatarea termica a materialului si de densitatea de stari electronice langa nivelul Fermi.

Termorezistentele sunt facute din platina cu puritate conform standardelor IEC/DIN, in care platina este usor impurificata cu un metal din grupa platinei, sau din platina cu puritate de referinta 99,99%. La 0^oC ambele termorezistente au 100 W , dar la 100 ^oC platina de puritate IEC/DIN va arata 138,5 W , iar cea cu puritate de referinta 139,26 W .

Puritate IEC/DIN a = 3,850 × 10-³ W /W /^oC
Puritate de referinta a = 3,926 × 10-³ W /W /^oC

Ecuatia Callendar-Van Dusen poate fi aproximata cu relatia mai simpla:

R=R₀ (1+A× t+B× t² ) t > 0^oC

R=R₀ [1+A× t+B× t² +C× (t- 100)× t³] t < 0^oC

unde: A= a × (1+d /100) ^oC-¹
B = -a×d 10-⁴ ^oC-² .

Pentru intersanjabilitatea termorezistentelor de Pt standardul international IEC 751, echivalent ITS 90, stabileste urmatoarele valori pentru coeficientii din relatia rezistenta/temperatura :

                A= 3,90833 × 10^-
3 ^oC^{- 1} ;
                B= - 5,7753 × 10^-
7 ^oC^{- 2} ;
                C= - 4,1833 × 10^-
12 ^oC^{- 4} .

Precizie . Standardul IEC 751 stabileste doua clase de precizie pentru tolerantele admise la citirea temperaturii cu ajutorul termorezistentelor de platina:

clasa A: D t = ± (0,15 + 0,002 × |t|) [^oC], intre - 200 si +650 ^oC, in conexiune cu 3 sau 4 terminale,

clasa B: D t = ± (0,30 + 0,005 × |t|) [^oC], intre - 200 si +850 ^oC

Stabilitate = capacitatea senzorului de-a mentine aceeasi valoare la iesire atunci cand conditiille de intrare se mentin constante (in timp). Tensiunile mecanice datorate coeficientilor de dilatare diferiti ale platinei si materialelor suport sau modificari chimice datorate atmosferei in care lucreaza termorezistenta pot genera alterarea raspunsului. La RTD avem un drift de 0,05 ^oC/an.

Repetabilitate = proprietatea senzorului de-a indica aceleasi valori pentru aceleasi conditii de intrare aplicate in mod repetat.

Figura 2. Termorezistenta cu film subtire din Pt.

Preturi intre 10 ö 30 DM senzorul.