Sensores RTD Son dispositivos electrónicos que se utilizan para controlar la temperatura de gases o líquidos. Vienen en diferentes tipos, incluyendo película delgada, cobre y níquel. Algunos tipos usan una resistencia de referencia, mientras que otros usan una configuración de tres conductores. Estos sensores generalmente se basan en el principio resistivo y se utilizan en muchas industrias diferentes.
Configuración de tres derivaciones
El tipo más común de sensor RTD es la configuración de tres hilos. Esto proporciona una buena combinación de comodidad y precisión. Si bien es posible que no sea preciso para las mediciones de temperatura absoluta, compensa los errores causados por la resistencia del cable.
El primer paso en una conexión de tres hilos es medir la resistencia de los conductores. En este caso, la resistencia de los cables se suma a la resistencia del RTD. Como resultado, se calcula la resistencia generada en el circuito.
El segundo paso es restar la resistencia de los cables de la resistencia del RTD para obtener la lectura real del RTD. Esta es la mejor manera de lograr verdaderas mediciones RTD.
Una desventaja de este método es que solo es efectivo para mediciones de distancias cortas. Para garantizar un error mínimo, todos los cables deben tener la misma longitud. Si una de las derivaciones es más corta, el error de medición será mayor.
Otra ventaja de este diseño es que la caída de tensión no se ve afectada por la resistencia del conductor. La razón de esto es que las corrientes de campo están bien adaptadas. Sin embargo, la resistencia del cable puede ser un problema cuando se requiere una gran cantidad de resistencia.
Finalmente, la configuración de dos hilos es la más fácil de las tres. Esto no es muy efectivo en aplicaciones de alta resistencia, pero funciona bien cuando se usa con un bucle de compensación.
Si bien la configuración de dos hilos es la más simple, también es la menos eficiente para proporcionar los resultados más precisos. Para mediciones de temperatura, este diseño puede brindarle una lectura exorbitante debido a la resistencia adicional de los cables.
cobre o níquel
Los sensores RTD se utilizan para medir la temperatura en diferentes aplicaciones industriales. Son fiables en entornos hostiles. Estos instrumentos funcionan según el principio simple de transferir calor a una resistencia. A medida que aumenta el calor, también aumenta la resistencia.
Según el tipo de metal utilizado para fabricar el RTD, la relación de resistencia a la temperatura variará. En general, cuanto mayor sea la resistencia, más precisa será la lectura. Sin embargo, la precisión también puede verse afectada por la calidad del cable utilizado para fabricar el RTD.
El cobre y el níquel se usan comúnmente en sensores RTD. Ambos son relativamente económicos y ofrecen buena linealidad y resistencia a la corrosión. En comparación con el platino, pierden su precisión a altas temperaturas.
El cobre es más estable que el níquel. Comúnmente utilizado para medir la temperatura del devanado de motores y generadores. El platino, por otro lado, es inmune a la oxidación y la corrosión.
El cobre es menos costoso en comparación con otros elementos RTD. Esto lo convierte en una opción popular. Por lo general, el cobre se usa para aplicaciones de baja temperatura y el níquel para aplicaciones de alta temperatura.
El níquel es un metal químicamente inerte. Es un metal relativamente barato adecuado para aplicaciones industriales menos críticas. Tiene un rango de temperatura muy estrecho en comparación con otros metales.
La curva de resistencia de cada metal varía con la pureza del metal. Por lo tanto, es importante seleccionar componentes con una alta relación de resistencia. Un valor R0 más alto facilitará la medición precisa de la resistencia.
El platino tiene un coeficiente de temperatura muy alto. Se puede fabricar con dos o tres hilos. Aunque el platino puede ser muy caro, es el material de elección para los RTD.
película
Los sensores RTD de película delgada se utilizan para medir la temperatura en varios campos. Son una solución duradera, robusta y rentable. Los tipos y tamaños de resistencias están disponibles en una amplia variedad y se pueden diseñar de manera flexible para muchas aplicaciones diferentes.
Por lo general, se coloca una capa delgada de metal sobre un sustrato cerámico. Luego, el sustrato se micro-recubre con una capa de vidrio para mayor robustez. Además, generalmente se aplica una capa protectora a la carcasa de metal.
Luego, el cable resistivo se forma en pequeñas bobinas y se monta dentro de un cuerpo cerámico. Esto proporciona una tensión mecánica mínima y permite mediciones precisas.
El platino se usa comúnmente en la construcción de sensores RTD. Son conocidos por su alta linealidad, lo que significa que el cambio de resistencia coincide exactamente con el dispositivo. Sin embargo, la pureza del platino puede afectar la precisión de las lecturas.
El cobre es otro material comúnmente utilizado en la construcción de sensores RTD. Tiene buena linealidad y buena resistencia a la corrosión. Sin embargo, tiene un rango de temperatura limitado.
El níquel también se usa en la construcción de sensores RTD. El níquel tiene una buena resistencia eléctrica, pero su linealidad es moderada.
El platino es la opción más precisa, con el mayor coeficiente de temperatura positivo. Los componentes de cobre y níquel también están disponibles, pero su cambio de resistencia no es constante a temperaturas más altas.
La unión fría de un sensor RTD suele ser una cubierta metálica hecha de Inconel o acero inoxidable. Hay varios enchufes o tomas disponibles para la unión fría del sensor. Estos generalmente se conectan al elemento de detección mediante soldadura o soldadura.
Los sensores RTD de película delgada se pueden fabricar con una cubierta de acero inoxidable de 2 mm de diámetro. Luego, estos componentes se terminan mediante recorte láser, soldadura o serigrafía.
Resistencia de referencia
La resistencia de referencia de un sensor RTD es una parte importante del sistema de medición de temperatura. El sensor cambia la resistencia según la temperatura y el dispositivo mide esta resistencia para producir un voltaje de circuito abierto. Hay varios valores de resistencia estándar disponibles que varían según el tipo de RTD utilizado.
El valor de resistencia nominal más común es de 100 ohmios. El platino es un material elemental común para los RTD debido a su estabilidad y resistencia química. Tiene un amplio rango de temperatura de funcionamiento.
El platino está ampliamente estandarizado y es menos susceptible a la contaminación. Sin embargo, la temperatura del componente puede afectar la precisión de la medición. Además, el alambre de platino es muy puro y tiene una excelente reproducibilidad de las características eléctricas.
Muchas aplicaciones requieren múltiples RTD. Debido a la complejidad de los RTD, es importante saber cómo conducirlos correctamente.
Uno de los métodos más comunes es utilizar una fuente de corriente. Esto permite una compensación más directa de las caídas de tensión. Sin embargo, los métodos de interfaz deben adaptarse a la aplicación.
Otro método es utilizar una interfaz de dos hilos. Dos cables conectan la fuente de alimentación al RTD. Los cables también contribuyen a la resistencia del circuito. Sin embargo, estos cables pueden tener un impacto significativo en la precisión de la lectura.
Al elegir una interfaz de dos hilos, el diseñador debe considerar la resistencia del elemento sensor y los cables de conexión. Si no se compensa la resistencia del cable, se producen grandes errores en las lecturas.
Al decidir sobre una interfaz RTD, el diseñador debe elegir un sistema que pueda eliminar los efectos de la resistencia de los cables. Algunos diseños utilizan un sistema de cuatro hilos, que proporciona una mayor precisión en la eliminación de la resistencia de los conductores.
Estándar de tolerancia
Hay varios tipos diferentes de estándares de tolerancia para sensores RTD. Elegir el adecuado depende de la aplicación.
El primer paso es definir el rango de temperatura en el que planea usar el sensor. Más comúnmente, esto se logra seleccionando un material de transferencia de calor. También debe considerar el tipo de elemento de detección que está utilizando. Ciertos tipos de elementos de detección son más precisos que otros.
Hay dos tipos principales de cables que se utilizan en los sensores RTD. Estos incluyen conexiones de tres hilos y conexiones de cuatro hilos. Ambas conexiones requieren una consideración especial debido a la resistencia de los conductores involucrados.
En la mayoría de los casos, los RTD más precisos son aquellos que cumplen uno o más de los siguientes criterios. En general, cuanto mayor sea la precisión, más caro será el sensor. También es común encontrar sensores con precisión fraccionaria, pero esto no siempre es posible.
Los RTD de alta precisión a menudo se describen como una fracción de la precisión de Clase B. Esta es una buena indicación de que el fabricante comprende la fuente del error.
El elemento RTD en sí generalmente está hecho de platino o una película delgada de platino. Tiene un coeficiente de temperatura de 0,385 ohmios por grado Celsius. Si bien puede parecer obvio, en realidad hay muchas variaciones en este coeficiente de temperatura.
Uno de los estándares de tolerancia más utilizados para los sensores Pt100 es la curva DIN. Esta curva define las características de resistencia y temperatura del sensor de 100 O.
Caudalímetros electromagnéticos
Contamos con equipos de prueba avanzados y completos de primer nivel en la industria, laboratorios de pruebas físicas, equipos de calibración automática de presión, equipos de calibración automática de temperatura, etc. El equipo anterior puede garantizar completamente el suministro de productos finales de alta precisión a los clientes y puede garantizar que los clientes pueden cumplir con los requisitos de prueba completos para las propiedades físicas y químicas de los materiales, pruebas de dimensiones geométricas de alta precisión, etc.
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