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Los sensores de temperatura son unos dispositivos que se utilizan en la industria para medir magnitudes químicas o físicas, mejor conocidas como variables. La clasificación de este tipo de instrumentos abarca distintas tipologías, una de ella es el RTD, el cual estaremos detallando en este post.
RTD son las siglas en inglés de ¨Resistance Temperature Detector¨ que en nuestro idioma significa detector de temperatura resistivo.
En 1874 aparece en la historia el primer sensor que fue creado por unos científicos de Francia e involucró la tecnología de onda corta. A partir de ese momento y con la puesta en marcha de nuevas innovaciones se fueron creando toda la diversidad de sensores con los que podemos contar hoy para cubrir las necesidades que se presentan en los procesos de producción.
Para el año 1714 se crea el primer sensor de temperatura, el cual recibió el nombre de termómetro.
¿Qué es un sensor RTD?
El detector de temperatura resistivo (RTD), es un aparato creado para realizar mediciones de temperatura en una gran variedad de aplicaciones industriales. Está constituido por hilos de platino, níquel o cobre, ya que estos materiales tienen un coeficiente de temperatura positivo. Esto significa que un aumento de la temperatura da lugar a aumento de la resistencia; este cambio de resistencia se utiliza para detectar y medir los cambios de temperatura.
Materiales de fabricación de los sensores RTD
Como mencionamos en la definición de este instrumento, los materiales utilizados para la fabricación de este dispositivo son el níquel y el cobre, pero ¿Son los únicos materiales con los que se puede crear este instrumento?
La respuesta es no y a continuación mencionamos todos los materiales que son compatibles para la elaboración de un sensor RTD.
- 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.
- Níquel: No tiene linealidad entre su resistencia y la temperatura. una ventaja del níquel además de presentar mayor sensibilidad que el platino es la posibilidad de ser linealizado, usando un circuito de acondicionamiento de Wheaston, equilibrado a una temperatura especiada.
- Cobre: Está conformado por una baja resistividad y no es compatible para ser utilizado en temperaturas mayores a 180º C. Su comportamiento de resistencia con respecto a la temperatura es uniforme. Es más económico que el platino y el níquel.
Tipos de sensor RTD
- Sensor RTD bobinado: Se trata de un dispositivo diseñado 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.
- Sensor TD laminado: Está constituido por una capa de platino delgada, la cual está cubierta con una resina o vidrio, que brinda protección a la cubierta de platino reduciendo la imperfección de los cables.
- Sensor RTD enroscado: Son creados por medio de bobina helicoidal de alambre de platino. Los conductores se implantan mediante un tubo de óxido de aluminio con 4 agujeros. Las aberturas son rellenadas con polvo cerámico. Con este procesos se disminuyen los cortocircuitos y las posibles vibraciones durante la medición.
- Sensor RTD de anillo hueco: Aplica un metal de composición abierta acrecentando el líquido del contacto con masa térmica pequeña, suministrando con ello un tiempo de respuesta más rápido. Su área externa está totalmente recubierta con material aislante.
- RTD de contacto superficial: Este tipo de sensor es de película delgada, encajados sobre sustratos planos o flexibles para ajustarse a la forma de las superficies.
Relación de resistencia TD
Para comprender globalmente el uso de un sensor RTD, es importante conocer la lectura y relación de la resistencia TD, la cual describimos a continuación.
La "relación de resistencia" detalla la pendiente media de la temperatura frente a la resistencia a medida que la temperatura del RTD cambia de 0°C a +100°C. La expresión para la relación de resistencia es:(R100-R0) / R0
Donde:
R100 = Resistencia RTD a 100°C.
R0 = Resistencia RTD a 0°C.
La relación de resistencia se ve movilizada por el tipo y la pureza del metal aplicado para el diseña del RTD.
En conclusión, es más fácil que los RTDs que tienen un alto valor de R0 mezclado con una alta relación de resistencia realicen su medida con exactitud, sin embargo, las propiedades del metal utilizado en la resistencia del cable seguirán afectando a la precisión innata del RTD.
Si deseas más información sobre el sensor RTD, contacta a los asesores de GSL industrias.