Termoresistenze Pt100: caratteristiche, tipologie e applicazioni dei cavi

Quando, in ambito produttivo, si parla di misure di temperatura affidabili e ripetibili, si pensa spesso alle termoresistenze Pt100. Si tratta di sensori solidi, precisi, capaci di lavorare per anni se inseriti nel contesto giusto. E qui si fa riferimento a un elemento che passa in secondo piano finché non si notano dei problemi: il cavo. Sceglierlo bene è fondamentale per avere a disposizione dati concreti, pronti per il controllo di processo.

Ma come sono fatti i sensori Pt100? Quali cavi riescono a valorizzarli davvero, in quali condizioni conviene preferire certi materiali e quali accorgimenti aiutano a prevenire danni? L'obiettivo consiste nel rendere un semplice componente un vero e proprio modo utile per aumentare la qualità. Tutto ruota, in effetti, attorno ai cavi per termoresistenze.

Cosa si indica con la sigla Pt100

Dietro la sigla Pt100 c'è un concetto semplice: una resistenza di platino che varia il proprio valore con la temperatura. Più la temperatura sale, più la resistenza cresce in modo molto prevedibile. È questo comportamento lineare, insieme alla stabilità del platino, a rendere le termoresistenze Pt100 uno standard in produzione, laboratorio e HVAC.

La precisione dipende dalla classe dell'elemento sensibile e dal circuito che la legge. Ha un ruolo importante pure il cablaggio, perché ogni filo aggiunge una piccola resistenza che, se non gestita, si somma alla misura.

Nel sensore, un filo o una pellicola di platino vengono depositati su un supporto ceramico o di vetro. La parte elettronica invia una corrente di misura molto bassa, così da limitare l'auto riscaldamento, e rileva la variazione di resistenza convertendola in gradi. Eppure, tra sensore e strumento si apre un insieme fatto di lunghezze, giunzioni, connessioni, ossidazioni, schermature e condizioni ambientali, elementi che non devono essere trattati con leggerezza, per evitare di perdere precisione.

Cavi per Pt100: materiali, guaine e schermature

Dopo aver visto cosa significa termoresistenza nello specifico, è bene analizzare le caratteristiche dei cavi per Pt100. Il cavo è un componente progettato per portare un segnale piccolo su distanze a volte notevoli, mentre intorno agiscono motori, inverter, umidità, oli o cicli termici. Per questo esistono materiali di isolamento diversi, ciascuno con punti di forza specifici:

·         PVC - è flessibile, economico, adatto ad ambienti asciutti, regge temperature moderate e posa fissa;

·         silicone – ha una grande elasticità anche a freddo, resiste bene al calore e a molte sostanze, è una scelta tipica vicino a forni o in macchine con movimenti frequenti;

·         PTFE/FEP – si impiegano quando servono alte temperature e inerzia chimica, la guaina resta stabile, non assorbe umidità, scivola bene in canaline affollate;

·         fibra di vetro (a volte con impregnazioni speciali) - è indicata in prossimità di fonti calde, richiede mani esperte per evitare sfilacciamenti durante la posa.

Per quanto riguarda la schermatura, la classica treccia di rame stagnato o la lamina in alluminio proteggono il segnale dai disturbi. È una protezione preziosa, ad esempio, quando accanto passano cavi di potenza.

Collegamento a 2, 3 o 4 fili: cosa cambia

È possibile analizzare, in riferimento al collegamento, tre scenari differenti, che si basano comunque su una logica semplice. Si tratta del collegamento a 2, 3 o 4 fili. Ma che cosa cambia davvero in queste situazioni? Ecco i dettagli da conoscere:

·         con 2 fili, la resistenza del cavo si somma alla lettura. Per tratti brevi in ambienti "tranquilli" può bastare, a patto di accettare un piccolo errore;

·         con 3 fili, il sistema compensa simmetricamente la resistenza dei conduttori: è la soluzione più diffusa in campo industriale, perché offre un buon equilibrio tra precisione e costi;

·         con 4 fili, la misura diventa quasi indipendente dal cablaggio: due conduttori portano la corrente, due leggono la caduta ohmica. È la scelta da preferire quando la precisione non ammette compromessi o quando la tratta è lunga.

Cosa vuol dire controllare la temperatura

Andando più in dettaglio in riferimento al risultato quotidiano, controllare la temperatura con continuità significa ridurre scarti e stabilizzare i tempi di ciclo. Una lettura che non salta consente di ottimizzare la resa produttiva nell'ambiente industriale senza andare alla ricerca di micro-tarature.

Capita spesso di sottovalutare la temperatura reale lungo la tratta. La guaina, a metà percorso, può passare vicino a un corpo caldo e indurirsi nel tempo. È con un controllo delle zone critiche che si possono evitare sorprese.

Un altro errore tipico che dovrebbe essere evitato è la massa della schermatura collegata da entrambe le estremità, che crea percorsi indesiderati. Infine, la giunzione tra cavo e prolunga va trattata come un componente, prevedendo materiali specifici, protezione dall'umidità e codifica dei colori per evitare scambi nelle Pt100 a 3 o 4 fili.