¿Qué Es Un RTD Y Cómo Funciona?

¿Qué es un RTD y cómo funciona? Un Resistencia de Temperatura de Diferencia (RTD) es un dispositivo de medición de temperatura que se utiliza para controlar, medir y registrar con precisión los cambios de temperatura en una amplia variedad de entornos industriales. Estos dispositivos consisten en un material conductivo, como el platino, que generalmente se enrolla en un pequeño rollo para formar una resistencia y colocarse dentro del termopar. El RTD mide la temperatura detectando el cambio de resistencia con los cambios de temperatura, y luego se convierte en una señal eléctrica para su lectura por un dispositivo externo.

Cómo funciona un RTD Un RTD mide la temperatura a través de una variación de la resistencia eléctrica de un material conductor. Comúnmente, los RTDs están hechos de platino, pero también se hacen con otros materiales como níquel, cobre y algunos metales nobles. Estos materiales varían en resistencia a medida que la temperatura cambia, y los RTDs pueden medir estos cambios. Los patrones de resistencia que se producen a partir de cambios de temperatura son conocidos como “efectos de temperatura”. La exactitud de los RTD depende de los materiales que se usan, ya que cada material responderá de forma diferente a los cambios de temperatura.

El RTD se coloca en el extremo de un cable y se conecta al dispositivo de lectura. El dispositivo se conecta a una fuente de energía para proporcionar corriente continua (CC) a través del cable y la resistencia. Cuando se introduce CC en la resistencia, el RTD genera un voltaje determinado, el cual varía de acuerdo con la temperatura. Luego, el dispositivo de lectura convierte los cambios de voltaje en una señal analógica o digital para proporcionar datos sobre la temperatura a un sistema de control o monitor. El tamaño y la ubicación del RTD en la aplicación determinarán su sensibilidad y precisión.

Los RTD se pueden utilizar en aplicaciones estándar y/o críticas que varían desde sistemas de producción a control de calidad. Los RTD ofrecen numerosas ventajas que los hacen muy populares entre los profesionales de la industria. Su diseño robusto y su capacidad para medir temperaturas extremadamente altas hace que sean un dispositivo que se ajusta a muchos entornos industriales. Además son relativamente baratos, relativamente simples y siempre ofrecen una precisión y una fiabilidad muy altas.

Un RTD es un dispositivo de medición de temperatura que detecta los cambios de temperatura a través de la variación de la resistencia eléctrica de un material conductor. Los materiales conductores varían en resistencia con los cambios de temperatura, generando un patrón conocido como "efecto de temperatura", que el RTD detecta y convierte en una señal eléctrica para su lectura por un dispositivo externo. Estos dispositivos ofrecen numerosas ventajas que los hacen muy populares entre los profesionales de la industria, como su diseño robusto, su capacidad para medir temperaturas extremadamente altas, además de ser relativamente baratos, simples y de alta fiabilidad.

Índice de Contenido
  1. Fundamentos del detector de temperatura de resistencia RTD
  2. Cómo probar el sensor de temperatura PT100: qué es PT-100, por qué necesitamos 3 cables y cómo medirlo
  3. ¿Qué son RTD y cuáles son sus diferencias con otros tipos de sensores?
  4. ¿Cómo varían la resistencia de los RTD según la temperatura?
  5. ¿Qué elementos componen un circuito integrado con termoresistencia?
  6. ¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de usar un RTD?
  7. ¿Cómo se calibran los RTD?
  8. ¿Cuáles son los principales parámetros para considerar al realizar un diseño con RTD?
  9. Compartir nos hace grandes
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Fundamentos del detector de temperatura de resistencia RTD

Cómo probar el sensor de temperatura PT100: qué es PT-100, por qué necesitamos 3 cables y cómo medirlo

¿Qué son RTD y cuáles son sus diferencias con otros tipos de sensores?

Los RTD (Resistencia de Termopar) son una clase de sensor que se usa para medir la temperatura. Estos sensores están construidos usando un filamento hecho de un material resistivo, generalmente alambre de platino, que se conecta a un circuito de medición de temperatura para registrar el valor de temperatura. Está compuesto por dos terminales resistentes y, a veces, una tercera resistente o "masa". La resistencia cambia cuando la temperatura cambia, lo que permite que los dispositivos evalúen la temperatura.
Los RTD se consideran como una de las formas más precisas y confiables de medición de temperatura. Esto se debe a su calidad de construcción, su alta estabilidad térmica, su facilidad de calibración y su robustez. Además, la precisión de las mediciones de temperatura aumenta a medida que la resistencia del RTD aumenta. Por lo tanto, los RTD se usan principalmente en condiciones donde la precisión es crucial, como los equipos de investigación de laboratorio y aquellos que operan en entornos críticos.

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Los RTD se usan comúnmente para la medición de temperaturas extremadamente altas y bajas. Los sensores RTD son capaces de detectar temperaturas desde -200 ° C hasta 850 ° C (-330 ° F a 1562 ° F). Esto los hace idea para aplicaciones como procesos de combustión donde la temperatura puede variar durante los ciclos de trabajo.

Los RTD tienen algunas diferencias con otros tipos de sensores de temperatura. Por ejemplo, los termistores son sensores de temperatura baratos y rápidos con una construcción simple. Están diseñados para medir temperaturas desde -50 ° C hasta 150 ° C. Sin embargo, su precisión no es tan buena como la de los RTD, por lo que suelen ser menos fiables. Otro sensor de temperatura típico es el termopar. Los termopares son sensores de temperatura de dos cables con un rango de medición de 0 ° C a 550 ° C. Son muy baratos, fáciles de usar y se usan comúnmente para medidas de temperatura controlada. Sin embargo, su precisión puede variar y no son tan estables como los RTD.

¿Cómo varían la resistencia de los RTD según la temperatura?

Los RTD (Termistores de Resistencia Variable) son dispositivos que miden la temperatura con un buen grado de precisión, gracias a su alta sensibilidad. Estos dispositivos se caracterizan por tener resistencias que varían con la temperatura. Dicha variación de resistencia es lo que los convierte en una gran herramienta para realizar mediciones.

Cuando existen cambios en la temperatura, el RTD produce variaciones en su resistencia eléctrica ya que la resistencia es directamente proporcional a la temperatura. Esta dependencia de la temperatura es conocida como el Coeficiente de Temperatura.

A pesar de que todos los RTD presentan este mismo comportamiento, la magnitud de esta variación depende del material del cual están hechos. Por ejemplo, los RTD fabricados con platino tienen un coeficiente de temperatura mejorado, así como una mayor estabilidad. Siendo estos los más comúnmente utilizados en sistemas de medición de temperatura.

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Para los RTD de platino es común utilizar la ecuación de Callendar-Van Dusen para calcular la resistencia en función de la temperatura. Esta ecuación relaciona la resistencia y la temperatura a partir de los parámetros de sensitividad y resistencia a 0°C del RTD. Estos parámetros varían dependiendo del RTD, pero suelen encontrarse en las especificaciones técnicas.

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Esta ecuación se puede resolver mediante cálculo numérico, descartando la necesidad de utilizar tablas de conversión para obtener la temperatura a partir de la resistencia. Además, esta forma de medición permite una gran precisión ya que se toman en cuenta hasta 9 decimales de presición.

Es importante destacar que resulta necesario compensar los efectos sobre la resistencia debido a la temperatura ambiente a la que se encuentra el RTD. Esta compensación ayuda a mantener una medición precisa y evitar errores en la medición.

¿Qué elementos componen un circuito integrado con termoresistencia?

¿Qué elementos componen un circuito integrado con termoresistencia?

Existen muchas variedades de circuitos integrados con termoresistencia y cada uno incluye algunos elementos específicos. Los circuitos integrados con termoresistencia generalmente incluyen al menos el sensor de temperatura, el amplificador, el circuito de señal de salida, los medios de calibración de la señal de salida, los condensadores capaz de soportar altas temperaturas y el encapsulado necesario para proteger los componentes del calor y la radiación.

El sensor de temperatura detecta los cambios en la temperatura y convierte la información en señales eléctricas. Estas señales son luego amplificadas por el amplificador, que controla la sensibilidad del dispositivo a los cambios en la temperatura. El circuito de señal de salida comunica la información al usuario, y generalmente lo hace a través de una señal de voltaje o corriente. Para mantener la señal de salida estable, el circuito integrado con termoresistencia también contiene una serie de medios de calibración para asegurarse de que la señal de recogida sea propia a la temperatura del ambiente.

Otro elemento importante incluido en un circuito integrado con termoresistencia son los condensadores, los cuales deben ser diseñados específicamente para soportar altas temperaturas. Finalmente está el encapsulado, que protege los componentes electrónicos del exceso de calor y radiación dentro del circuito integrado.

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¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de usar un RTD?

¿Cómo se calibran los RTD?

Calibrar RTDs (Resistencia de Temperatura Detectada), no es una tarea sencilla, sobre todo porque estos dispositivos se basan en un principio muy simple: el cambio de resistencia con la temperatura. Para calibrar un RTD de forma eficiente y exacta se necesitan varios elementos:

    • Un equipo de prueba con sensibilidad suficiente para detectar ligeras variaciones en la resistencia
    • Un medio para controlar la temperatura dentro de un rango aceptable
    • Un baño de aceite para estabilizar y completar el ambiente de la prueba

Paso 1: La primera etapa consiste en conectar el RTD al equipo de prueba, lo cual incluye configurar los parámetros de los equipos, como por ejemplo cuánta corriente y voltaje se utilizará para calibrar el dispositivo, así como cuál será la frecuencia de muestreo. Esto determinará la precisión de los resultados obtenidos.

Paso 2: Una vez que el RTD está conectado al equipo de prueba, se introduce al baño de aceite, que mantendrá el ambiente de prueba a una temperatura estable. El equipo de prueba envía un flujo de corriente a través del RTD mientras que la computadora calcula la resistencia a temperatura constante (RTC) y la resistencia térmica equivalente (RTE).

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Paso 3: A medida que la temperatura fluctúa en el baño de aceite, las variables RTC y RTE también cambian. Estas lecturas son recopiladas en la computadora y se utilizan para calcular la curva de calibración, que muestra cómo varía la resistencia en función de la temperatura. Esta curva de calibración se utiliza para verificar la precisión de los resultados de la prueba.

Paso 4: Al final de la prueba, el equipo de prueba envía las lecturas al usuario, quien las interpreta. Si los resultados no están dentro del rango especificado, el RTD puede ser reajustado o reemplazado. Si los resultados están dentro del rango, el RTD se considera calibrado y listo para su uso.

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Calibrar RTDs es un proceso tedioso y complejo, sin embargo, al completarlo correctamente tendremos la seguridad de haber obtenido los resultados más precisos posibles.

¿Cuáles son los principales parámetros para considerar al realizar un diseño con RTD?

Cuando se trata de diseñar con RTD es importante entender y tener en cuenta los principales parámetros para asegurarnos de una adecuada elección. Estos parámetros, por lo general, incluyen: tipo de RTD, tolerancia, linealidad, exactitud, rango de temperatura, resistencia, factor de temperatura y durabilidad.

Tipo de RTD: Existen diferentes tipos de RTD para elegir. Dependiendo del rango de temperatura que necesites medir, así como la aplicación, encontrarás sensores como Pt100, Pt200, Pt1000, Cu50, etcétera.

Tolerancia: La tolerancia de un RTD se define como la diferencia entre la resistencia real y la resistencia nominal a una temperatura dada. Las tolerancias varían dependiendo del tipo de RTD que se elija.

Linealidad: Es importante seleccionar un RTD con la mejor linealidad posible. La linealidad se define como la variación de resistencia sobre todo el rango de temperatura que tiene un RTD. Esta variación se mide en porcentajes.

Exactitud: La exactitud se refiere a cuán cercana es la lectura de temperatura a la temperatura real. La exactitud también se mide en porcentajes y varía dependiendo del tipo de sensor RTD seleccionado.

Rango de temperatura: Se debe considerar el rango de temperatura completo al que el RTD será sometido para asegurar que las lecturas sean tan precisas como sea posible.

Resistencia: La resistencia del cable es muy importante en la utilización de RTD. Debemos tener en cuenta la resistencia de los cables para garantizar lecturas precisas.

Factor de temperatura: El factor de temperatura (también conocido como índice de temperatura) es una propiedad del RTD. Esta propiedad determina la cantidad de cambio en la resistencia del RTD a medida que aumenta la temperatura.

Durabilidad: El último parámetro a considerar es la durabilidad. Asegurarse de que el RTD tenga la mejor durabilidad posible asegurará lecturas precisas durante mucho tiempo.

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Ahora que has concluido un recorrido por los conceptos básicos de lo qué son los RTD (Resistencia eléctrica variable), ¿qué mejor que llevar tu conocimiento a la práctica? Si necesitas asesoramiento para la implementación de un RTD en tu proyecto, no dudes en contactarme. Estoy ahí para ayudarte a lograr tus objetivos al respecto. Si te gustó el artículo, ¡no olvides compartirlo con tus amigos y familiares en tus redes sociales!

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