Termorresistência Pt100 na classe B ou F 0.3 – O que diz a norma IEC 60751?

Talvez você já tenha notado que em alguns casos, um Pt100 é especificado com uma classe de exatidão B ou A. Em outras ocasiões, ele tem a classe F 0.3 ou F 0.15. Este artigo analisa as especificações das termorresistências, no padrão internacional IEC 60751 e explica a diferença nas classes de exatidão.

Características de um Pt100

A ”platina” que é um metal precioso resistente à corrosão, tem uma estabilidade elevada a longo prazo (baixa deriva). Além disso, o sensor de temperatura Pt100 apresenta alta reprodutibilidade e linearidade. Outras propriedades muito úteis são, sua excelente resistência ao choque térmico e sua alta exatidão de medição. Por último, mas não menos importante, a ampla faixa de temperatura que pode ser obtida com uma termorresistência, como em um Pt100, o que o torna o elemento de medição mais frequentemente usado na medição de temperatura industrial.

Significado da norma internacional IEC 60751

Para a indústria, as normas que definem o padrão do instrumento são muito importantes. Elas garantem que os produtos possuem uma qualidade constante e rastreável. Se um produto é fabricado de acordo com as normas internacionais, todos os participantes do mercado podem ter certeza de que as características descritas nele são atendidas. Assim, um sensor de temperatura tipo Pt100 de acordo com a norma IEC 60751 sempre tem os mesmos valores de resistência de base e também uma curva de tolerância definida. Isso permite ao usuário, por exemplo, substituir um instrumento com defeito por um novo, sem ter que reparametrizar sua malha de controle. Da mesma forma, um controlador pode ser facilmente trocado por outro, desde que este tenha uma entrada Pt100.

Diferenciação entre resistor de medição e termorresistência

Fig. Esquerda: Resistor tipo “thin-flm”
Fig. Centro: Resistor de medição, tipo Pt100 “wire-wound”
Fig. Direita: Resistor de medição de cerâmica, Pt100, “wire-wound”.

Com a revisão da norma IEC 60751 em 2008, foram introduzidas novas classes de exatidão e novas faixas de medição para as termorresistência de platina. Assim, a norma fez a diferença entre os resistores de medição e as termorresistências (sensor) pela primeira vez. Um resistor de medição consiste em um fio de platina (“wire-wound”) ou um resistor tipo filme (“thin-film”), e é projetado para instalação em uma termorresistência.
Uma termorresistência (c), por outro lado, por definição consiste em:

1. O resistor de medição (a ou b), instalado em componentes de proteção
2. Fios de ligação internos e terminais externos para conexão a instrumentos de medição
3. Mounting elements, connecting cables (d) or connection Elementos de montagem, como cabos de ligação (d) ou cabeçotes, dependendo da versão da termorresistência

Comparação: resistor de medição (a = tipo “wire wound”, b = tipo “thin-film”) a uma termorresistência.

Histórico de desenvolvimento da norma IEC 60751

A norma IEC 60751 originalmente reconhecia apenas as classes A e B para as termorresistências. Ela também não fazia diferença entre resistores de medição e termorresistências. Tão pouco, havia diferenciação dos tipos de resistências de medição, entre resistências de medição “wire-wound” e do tipo “thin-film”. Devido as reclamações de seus clientes, os fabricantes de termorresistências (independentemente uns dos outros) mediram a exatidão de seus próprios instrumentos e de terceiros. O resultado: termorresistências tipo “thin-film” mostram um comportamento diferente em temperaturas mais altas do que o descrito na norma. O comitê normalizador levou isso em consideração então, na revisão da norma IEC 60751. As classes de exatidão A e B para termorresistências foram mantidas, e as classes AA e C foram adicionadas, uma como resposta às demandas dos clientes sobre termorresistências com mais exatidão (classe AA), e a outra, levando em conta a menor exatidão dos resistores de medição tipo “thin-film” em temperaturas acima de 500°C (classe C).

Bases e resultados da revisão da norma IEC 60751

Para os próprios resistores de medição, o comitê introduziu consequentemente, novas classes. Os testes mostraram que um resistor de medição se comporta de maneira diferente em condições de laboratório do que um resistor de medição instalado em uma termorresistência. Esse comportamento afeta o intervalo de validade e o valor de tolerância. Assim, pode acontecer que um resistor de medição tenha originalmente fabricado com classe A, mas a termorresistência no qual está instalado, porém, tem uma faixa de validade diferente. Além disso, o valor de tolerância pode ser alterado. Para fazer jus a esse fato, foi criada uma relação separada para medição dos resistores. As diferenças nas faixas de temperatura entre os resistores “wire-wound” e resistor tipo “thin-film” são levadas em consideração. Os resistores tipo “wire-wound” podem ser encontrados nas classes W 0,1 / W 0,15 / W 0,3 / W 0,6 (W para o tipo “Wire-wound”). Resistores de medição tipo “thin-film” correspondem às classes F 0,1 … 0,6 M (F para o tipo “thin- Film”).

Tabela 1: Classes de exatidão e faixas de temperatura – resistores de medição de acordo com a norma IEC 60751

Tabela 2: Classes de exatidão e faixas de temperatura para termorresistências Pt100 de acordo com a norma IEC 60751

Diferenças entre resistores “wire wound” e “thin-film”

Além das faixas de temperatura, existem outras diferenças nas duas versões de resistor. O mais importante é o design. Um resistor tipo “wire-wound” é consideravelmente maior do que um do design tipo “thin-film”. Comprimentos de inserção muito curtos, que muitas vezes são necessários na construção de máquinas, só podem ser alcançados praticamente com um resistor de medição tipo “thin-film”. A massa inferior do resistor tipo “thin-film” leva a um tempo de resposta mais curto. Além disso, a resistência à vibração é, portanto, melhor do que com um com um resistor tipo “wire-wound”.

Significado do tipo de resistor de medição

A marcação da termorresistência de acordo com a norma IEC 60751 não especifica o tipo de resistor de medição. Isso geralmente não preocupa o usuário, desde que as especificações exigidas para a aplicação sejam atendidas. No entanto, devido às diferentes vantagens dos dois tipos, pode ser útil em casos específicos saber o tipo de resistor usado. Assim, por exemplo, uma termorresistência com um resistor tipo “thin-film” pode ser utilizado mesmo quando ele é apenas imerso alguns milímetros no meio. Considerando que, com um resistor “wire-wound” – simplesmente por causa de seu comprimento – um erro de medição pode ocorrer, pois o elemento de medição pode não ser capaz de ser totalmente imerso no meio.

Troca de experiência

Resistores “thin-film” tem sido o padrão em termorresistências WIKA, a menos que a faixa de temperatura ou uma solicitação explícita do cliente os exclua. Quais são suas experiências com resistores? Quais especificações de tolerância você prefere e por quê? Você pode comentar abaixo ou me escrever.

Nota
Você pode obter mais informações sobre resistores no site da WIKA ou no vídeo: Como funciona uma termorresistência? Em nossas Informações técnicas “Limites de operação e tolerâncias de termômetros de resistência de platina conforme a norma EN 60751” você encontrará mais informações sobre as diferenças entre resistores de medição tipos “wire-wound” e “thin-film”.

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