Capteurs de température pour la GTB : RTD, CTN ou 0-10 V

La température est la mesure la plus courante dans un bâtiment, des circuits d'eau à l'air de gaine, des pièces et de l'air extérieur. Choisir des capteurs de température pour la gestion technique du bâtiment revient surtout à choisir entre les thermomètres à résistance Pt100 et Pt1000, les thermistances CTN et les transmetteurs à sortie 0-10 V ou 4-20 mA. Ce choix détermine le module d'entrée nécessaire, la distance maximale entre le capteur et ce module, ainsi que la précision de la mesure. Nous comparons ci-dessous les options, calculons l'effet de la résistance des câbles et listons les modules d'entrée ICP DAS qui lisent chaque type de capteur.

Les types de capteurs

Pt100 et Pt1000

Les thermomètres à résistance de platine (RTD) suivent une courbe normalisée définie dans la CEI 60751. Une Pt100 présente 100 Ω à 0 °C et une Pt1000 présente 1000 Ω. Avec le coefficient standard, la résistance augmente d'environ 0,385 Ω par kelvin pour une Pt100 et de 3,85 Ω par kelvin pour une Pt1000. Les capteurs de différents fabricants sont interchangeables dans leur classe de tolérance, ce qui fait des RTD le choix habituel pour les circuits d'eau et les calculs énergétiques.

Thermistances CTN

La résistance d'une thermistance CTN diminue lorsque la température augmente, et la variation par kelvin est importante, si bien que la résistance des fils influe à peine sur la mesure. La courbe n'est pas linéaire et varie selon les types : une CTN de 10 kΩ d'un fabricant ne correspond pas forcément à une CTN de 10 kΩ d'un autre. Le module d'entrée doit utiliser la courbe exacte, faute de quoi les mesures peuvent s'écarter de plusieurs degrés aux extrémités de la plage.

Transmetteurs 0-10 V et 4-20 mA

Un transmetteur associe un élément sensible à une électronique qui convertit la température en signal normalisé sur une plage fixe, par exemple 0-50 °C. Il nécessite une alimentation, généralement 24 V, mais n'importe quelle entrée analogique peut le lire. Les signaux en tension sont sensibles à la chute de tension et aux perturbations sur les longs câbles. Une boucle 4-20 mA est plus robuste sur de longues distances, et un courant inférieur à 4 mA signale un fil coupé.

Raccordements RTD 2 fils, 3 fils et 4 fils

En raccordement 2 fils, l'entrée mesure le capteur plus la résistance des deux conducteurs. Un raccordement 3 fils ajoute un troisième conducteur afin que le module puisse mesurer la résistance des fils et la soustraire, en supposant des conducteurs identiques. Un raccordement 4 fils sépare le courant de mesure de la détection de tension et supprime presque totalement la résistance des fils.

Exemple concret : un conducteur en cuivre de 0,5 mm² présente environ 0,035 Ω par mètre à 20 °C. Dans un circuit 2 fils, les deux conducteurs s'ajoutent à la mesure :

Une Pt100 en 2 fils n'est donc acceptable qu'avec des liaisons très courtes. Une Pt1000 en 2 fils suffit souvent pour les sondes de pièce et de gaine. Pour les longues liaisons, et pour les températures d'eau qui alimentent les calculs énergétiques, utilisez des raccordements 3 ou 4 fils. La résistance des fils varie aussi avec la température du câble : une correction de décalage fixe n'est donc jamais exacte.

Précision : capteur, câble et module d'entrée

L'erreur totale est la somme de la tolérance du capteur, de l'effet du câblage et du module d'entrée. La classe B de la CEI 60751 admet ±(0,3 + 0,005·|t|) °C, soit ±0,4 °C à 20 °C, et la classe A admet ±(0,15 + 0,002·|t|) °C. La précision d'un module d'entrée est généralement exprimée en pourcentage de la pleine échelle (FSR) ; convertissez-la donc à partir de l'étendue de température du type d'entrée sélectionné. Utilisez un câble torsadé blindé, éloignez les câbles de capteurs des câbles secteur et moteur, et ne reliez le blindage à la terre qu'à une seule extrémité.

Comparatif des capteurs de température pour la gestion technique du bâtiment

Quels modules d'entrée ICP DAS lisent quels capteurs

Modules RS-485 avec Modbus RTU

• M-7015-G : 6 entrées RTD pour Pt100, Pt1000, Ni120, Cu50, Cu100 et Cu1000, configurables par voie, avec détection de rupture de fil.
• M-7015P-G : les mêmes 6 entrées avec élimination de la résistance des fils pour les raccordements 3 fils, conçu pour la mesure RTD sur longue distance.
• M-7033-G : 3 entrées RTD pour Pt100, Pt1000 et Ni120 en raccordement 2, 3 ou 4 fils, avec élimination de la résistance des fils en mode 3 et 4 fils.
• M-7005-G : 8 entrées thermistance avec types prédéfinis et types définis par l'utilisateur saisis sous forme de coefficients de Steinhart, plus 6 sorties d'alarme.
• tM-TH8 : 8 entrées thermistance isolées, également avec types définis par l'utilisateur.
• M-7017R-G : 8 entrées différentielles pour tension jusqu'à ±10 V et pour courant ; les entrées courant nécessitent une résistance externe de 125 Ω.

Modules Ethernet avec Modbus TCP

• ET-7015 et PET-7015 : 7 entrées RTD pour Pt100, Pt1000, Ni120, Cu100 et Cu1000 en raccordement 2 ou 3 fils, avec élimination de la résistance des fils en 3 fils. Le PET-7015 ajoute le PoE selon IEEE 802.3af.
• PET-7215 : les mêmes entrées RTD avec un commutateur Ethernet à 2 ports pour un câblage en guirlande.
• PET-7005 : 8 entrées thermistance avec types définis par l'utilisateur et 4 sorties numériques.
• PET-7017 : 8 entrées tension ou courant sélectionnables par cavalier pour transmetteurs.

Autres options

Si la GTB utilise BACnet/IP, le BNET-2310M lit directement les transmetteurs 0-10 V sur ses entrées analogiques ±10 V. Si un automate ne dispose que d'entrées en tension ou en courant, le conditionneur de signal SG-3013-G convertit un capteur Pt100, Pt1000 ou Ni120 en 0-10 V ou 4-20 mA. Pour le climat intérieur, le DL-10 transmet la température (typiquement ±0,4 °C), l'humidité et le point de rosée via Modbus RTU.

Liste de vérification avant de choisir

• Type de capteur et courbe exacte : coefficient Pt100 ou Pt1000, type de CTN ou ses coefficients de Steinhart
• Type de raccordement (2, 3 ou 4 fils) et la plus longue liaison de câble
• Précision requise au point de fonctionnement, y compris la classe de tolérance du capteur
• Nombre de points par site et réseau disponible : RS-485, Ethernet ou PoE
• Protocole côté GTB : Modbus RTU, Modbus TCP ou BACnet

Envoyez votre liste de capteurs et les longueurs de câble à notre équipe commerciale technique pour obtenir une proposition de modules.