PT100 e Ponte de Wheatstone

O princípio de medição de termorresistência tipo PT100 é a ponte de Wheatstone, desenvolvida por S. H. Christie (1833) e documentada por Charles Wheatstone em 1843. De forma sucinta, a Ponte de Wheatstone consiste em um esquema de montagem de resistores (em ponte) que possibilita a medição da resistência de um resistor desconhecido, como mostrado na figura abaixo:

Se R3 for igual a R4, R1 será igual a R2 quando a tensão V for igual a zero volts (0V).

Ao substituir o resistor R1 pela termorresistência tipo PT100, pode-se correlacionar os valores de tensão com os valores de resistência, de acordo com a variação de temperatura submetida ao PT100. Para isso, é necessário determinar os valores de R2, R3 e R4.

Entretanto, ainda é necessário considerar a resistência do cabo do PT100, para que esta não influencie na medição. Desta forma, a ligação na Ponte de Wheatstone deve ser feita conforme a figura abaixo:

            Com a Ponte de Wheatstone balanceada, o resultado do produto dos resistores simétricos na Ponte é o mesmo. Ou seja:

R4*(R1 + RL1) = R3*(R2 + RL2)

Considerando R4 = R3, tem-se que:

R1 + RL1 = R2 + RL2

Utilizando-se de um PT100 de boa qualidade, os fios de ligação serão iguais (mesmo comprimento e mesma bitola). Assim, para uma mesma temperatura, suas resistências serão as mesmas. Ou seja, RL1 = RL2. Portanto:

R1 = R2

Uma vez que o valor de R2 é conhecido, podemos determinar o valor de R1, e consequentemente o valor de temperatura lido pelo PT100 (tabela ITS-90). Já a resistência RL3 é utilizada apenas para compensação.

Este tipo de ligação permite a leitura com precisão de termorresistências posicionadas à longas distâncias.