Sensor de temperatura RTD

Que es un RTD?

El RTD es un sensor que se utiliza para medir la temperatura, normalmente esta compuestos por un alambre fino el cual tiene una relación temperatura-resistencia, al aumentar la temperatura incrementa su resistencia. Como su respuesta es lineal podemos saber nivel de calor utilizando una tabla que nos ilustra los valores resistivos que se generan en cada grado centígrado o fahrenheit. Debido a que los componentes pueden ser muy delicados generalmente los encontramos en un encapsulado de acero inoxidable como el de los termopares.

RTD

Cual es la diferencia entre un termopar y RTD 

Una de las principales y mas notables diferencias entre estos dos dispositivos la podemos encontrar en su principio de funcionamiento. Ya que como su nombre lo indica el RTD (Detección de temperatura por resistencia) opera con resistencia y el termopar con milivolts.

¿Si son tan parecidos que sensor debo utilizar?

No existe una regla que se utilice para saber que sensor utilizar. debido a que tienen muchas características diferentes lo que para algunos procesos puede ser una ventaja para otros puede ser una desventaja. A continuación les dejare una tabla comparado algunas de sus características principales.

Tipos de RTD’s

Existen diferentes tipos dependiendo de su forma, tamaño, tipo de metal utilizado, etc.

Forma de construcción

Tipo bobinado

Este tipo de sensores son diseñados con una cubierta de cerámica y un bobinado en el núcleo. El enrollado de la bobina puede ser circular o plano, pero siempre debe de estar acompañado de algún aislante eléctrico.


Tipo laminado

Está fabricado por una delgada capa de platino y es cubierta con una resina o vidrio, ayudando a proteger la envoltura de platino disminuyendo la deformación de los cables.

RTD laminado

Tipo enroscado

Se construyen a partir de una bobina helicoidal de alambre de platino. Los conductores se insertan a través de un tubo de óxido de aluminio con 4 agujeros equiespaciados. Los orificios son rellenados con polvo cerámico, evitando cortocircuitos y posibles vibraciones durante la medición.

RTD enroscado

Tipo de anillo hueco

El sensor de anillo hueco utiliza un metal de composición abierta aumentando el fluido del contacto con masa térmica pequeña, lo que ayuda a proporcionar un tiempo de respuesta más rápido. Su área externa está totalmente recubierta con material aislante. Una desventaja de estos tipos de sensores es su alto costo.

Características del medio

En esta categoría podemos encontrar dos grupos diferentes, los de inmersión en fluidos y los contacto superficial.

RTD de inmersión en fluidos

 Están protegidos con una envolvente metálica que generalmente es acero inoxidable.

RTD inmersión

RTD de contacto superficial

Suelen ser de película delgada ensamblados sobre sustratos planos o flexibles para adaptarse a la forma de las superficies.

RTD contacto superficial

Tipo de metal utilizado

La linealidad juega un papel importante en esta categoría.

Platino

Es el material más utilizado para la construcción de los RTDs, debido a su estabilidad y a que es naturalmente predecible. Además se caracterizan por su resistencia a la corrosión y oxidación, y presentan medidas reproducibles a temperaturas elevadas.

Los RTDs de platino de construyen en dos clases, dependiendo de su exactitud: clase A y clase B, en donde la clase A se considera de alta exactitud y su tolerancia en punto de hielo es ±0,06Ω y clase B, de exactitud estándar su tolerancia es de ±0,12Ω.

RTD de platino
Níquel

Su nivel de impedancia va a ser mas elevada con respecto a la variación de la temperatura. No presenta linealidad entre su resistencia y la temperatura. Presenta problemas de oxidación poniendo en riesgo la reproductibilidad de las medidas y su utilización para las distintas aplicaciones. Sin embargo, una ventaja del níquel además de presentar mayor sensibilidad que el platino es la posibilidad de ser linealizado, utilizando un circuito de acondicionamiento de Wheaston equilibrado a una temperatura específica.

RTD niquel
Cobre 

Su comportamiento de resistencia con respecto a la temperatura es uniforme. Es más económico que el platino y el níquel. Sin embargo, presenta una baja resistividad y además sus características impiden su utilización en temperaturas mayores a 180º C. Esto indica que aunque presente una mayor relación lineal con respecto a las demás, maneja un estrecho rango de medidas

RTD cobre

Ventajas y desventajas

Ventajas
-Salida de gran amplitud.
-Rango amplio de medidas de temperatura.
-Sensibilidad a cambios de temperatura alta.
-Excelente linealidad.
-Alta exactitud, estabilidad, repetibilidad y resistencia de choques térmicos
-Sensibilidad 10 veces mayor a la de un termopar

Desventajas
-Velocidad de reacción baja, compara con la de un termopar o termistor
-Afectados por el auto-calentamiento
-Inestables ante vibraciones o choques mecánicos

Los RTD’s pueden construirse con 2,3 o 4 hilos conductores extendidos desde el sensor.

 

RTD de dos hilos

Es la configuración más simple y menos costosa. El aplicar este dispositivo proporciona una medida de temperatura acertada cuando el dispositivo receptor se encuentra conectado directamente al receptor, sin utilizar cables de extensión.

RTD 2 hilos

RTD de tres hilos

La sonda se encuentra conectada mediante tres hilos al puente. De esta forma, la temperatura ni la longitud de los cables afectan la medida.

RTD 3 hilos

RTD de cuatro hilos

Se utiliza para obtener la mayor precisión posible en la medida, como en el caso de los convertidores digitales de temperatura o la calibración de patrones de resistencias. Se pueden utilizar conductores de menor calibre, ya que no hay problema con la resistencia del cable.

RTD 4 hilos


Referencia: 

Arian

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