RTD  (RESISTENCIA TERMO DINAMICA)


Los RTD son sensores de temperatura resistivos. En ellos se aprovecha el efecto que tiene la temperatura en la conducción de los electrones para que, ante un aumento de temperatura, haya un aumento de la resistencia eléctrica que presentan.

Este efecto suele aproximarse a un sistema de primer o segundo orden para facilitar los cálculos. Los sensores RTD suelen ir asociados a montajes eléctricos tipo Puente de Wheatstone, que responden a la variación de la resistencia eléctrica por efecto de la temperatura para originar una señal analógica de 4-20 mA que es la que se utiliza en el sistema de control correspondiente como señal de medida.

Un tipo de RTD son las Pt100 o Pt1000. Estos sensores deben su nombre al hecho de estar fabricados de platino (Pt) y presentar una resistencia de 100ohms o 1000ohms respectivamente a 0ºC. Son dispositivos muy lineales en un gran rango de temperaturas.



Características de los metales (sensor)
Alto coeficiente de temperature de resistencia → Mayor sensibilidad
Alta resistividad → Mayor sensibilidad
Relación Lineal Resistencia-Temperatura
Rigidez y ductilidad → proceso de fabricación de estirado y arrollamiento
del conductor
Alta repetitibilidad
Exactitud

Material sensor: Metales
Níquel: - Rango de medida [-150ºC a +300ºC]
- Más barato que Pt
- Falta de linealidad
Platino: - Metal ÓPTIMO para RTDs (precisión + estabilidad)
- Rango de medida [-200ºC a +850ºC]
- Coste elevado
- Se utiliza como patrón
Cobre: - Rango de medida [-200ºC a +120ºC]
- Barato
- Estable
- Lineal para Tª cercana a Tªambiente

Tipos
Laminado:
- menor masa térmica
- menor coste
- menor estabilidad
Bobinado:
-permite la contracción y
dilatación del material sensible

Métodos de medida:
- Con fuente de tensión constante
- Con fuente de corriente constante
→ Comúnmente: Puente de Wheatstone
a) 2 hilos
b) 3 hilos
c) 4 hilos

►Principio Físico de Transducción
Cables de extensión del sensor
RTD para realizar la medida →
← Impedancia de cables afecta
lectura de la Temperatura!!
Z (cables) → no despreciable

►Principio Físico de Transducción
b) 3 hilos:
- Emparejar Longitud cables A y B
- 3er cable → no circula corriente
→ La dispersión de resistencias
modeladas compromete los
resultados a partir de los 600m.
c) 4 hilos:
Montaje para medidas de alta
precisión

 



Tolerancia
Menor Tolerancia → Mayor Precisión
Clase A: Aplicaciones alta precisión
Pt100 Clase A ±0,15 ºC /
±0,06 Ω [ 0 ºC]
Clase B: Aplicaciones estándar
Pt100 Clase B ±0,30 ºC /
±0,12 Ω [ 0 ºC]
Clases C y D: aplicaciones de menor
precisión
Encapsulado, vaina y geometría

Características Especiales
- De respuesta rápida: Vaina de Cobre. Alta conductividad
- Sumergibles: Vaina de acero INOX. Resistente a la corrosión
- Aislados eléctricamente: Vaina de fibra de vidrio
- De alta temperatura: Platino con aleación de Níquel
- Cobertura mineral: aplicaciones mecánicamente agresivas
(vibración, choque)
- Para sectores industriales: Plásticos, radiación, etc.

►Aplicaciones
→ Ampliamente usados en la industria
→ Medición de temperatura en automoviles, electrodomésticos, ...
Tensiones relativamente altas en la salida permiten alimentar
directamente otros equipos:
Usados en:
- Laboratorios de precisión
- Ohmiómetros
- Termómetros en ambiente exigente

►Características
Resolución -200,200ºC 0.01 ºC
200,850ºC 0.1 ºC
R0 a T=0ºC Pt100, Pt 1000
Susceptibilidad al ruido Baja
Pendiente Positiva
Linealidad Excelente
Sensibilidad relativa Moderada
Sensibilidad 0.17%/ºC
Estabilidad Excelente
Intercambiabilidad 0.1%, 0.3ºC
Campo de medida (-200 , 850 ) ºC
Coste del equipo 200-250 €
Coste del sensor 50-100 €

►Fabricantes
Watlow
MINCO
HONEYWELL
RDC CONTROL
CONAX Technologies

►Elección RTD. Precauciones
Consideraciones de elección de un RTD
- Geometría de la zona a medir (area reducida)
- Estado de la fuente térmica (sólido, gas, líquido, …)
- Rango de temperatura necesario
- Condiciones ambientales
Precauciones prácticas
- Control de la Intensidad de corriente por el RTD (Efecto Joule)
- Configuración de medida ( # hilos)
 

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