AADECA 2007AADECA 2007

Medición de TemperaturaMedición de Temperatura

TermorresistenciasTermorresistencias

Ing. Eduardo N. Alvarez & Ing. Sergio J. LongoIng. Eduardo N. Alvarez & Ing. Sergio J. Longo

TermorresistenciasTermorresistenciasUtilizada usando Pt como Utilizada usando Pt como

elemento primario por primera elemento primario por primera vez en 1871 por William Siemensvez en 1871 por William Siemens

Trabaja utilizando el fenómeno por Trabaja utilizando el fenómeno por el cual varia la resistencia en el cual varia la resistencia en

función de la variación de función de la variación de temperaturatemperatura

TermorresistenciasTermorresistenciasGrafica, parte positva , coeficiente de temperatura

positivo

RT = Ro (1+ a1 * t1 + a2 * t2 + a3 * t3 +...+ an * tn )

Termo resistenciasTermo resistencias((MATERIALES)MATERIALES)

Se fabrica con alambres finos o bien Se fabrica con alambres finos o bien últimamente con depósitos metálicos últimamente con depósitos metálicos

en película fina , que luego de ser en película fina , que luego de ser aislados y encapsulados, se insertan aislados y encapsulados, se insertan

en una vaina metálica que se en una vaina metálica que se completa con un polvo aislante y se completa con un polvo aislante y se sella con cemento para impedir el sella con cemento para impedir el

paso de la humedadpaso de la humedad

Termo resistenciasTermo resistencias((EN FUNDICIÓN DE VIDRIOEN FUNDICIÓN DE VIDRIO))

Termo resistenciasTermo resistenciasfundidas en vidrio tablafundidas en vidrio tabla

Termo resistenciasTermo resistencias((CerámicaCerámica))

Termo resistenciasTermo resistenciascerámicas tablacerámicas tabla

Termo resistenciasTermo resistencias((MaterialesMateriales))

Materiales utilizados para el Materiales utilizados para el arrollamiento de termorresistenciasarrollamiento de termorresistencias

•• PlatinoPlatino•• NiquelNiquel•• Niquel Niquel –– HierroHierro•• CobreCobre•• tungstenotungsteno

Termo resistenciasTermo resistencias((NormasNormas))

Standards Nacionales (más comunes)Standards Nacionales (más comunes)•• SAMA ( Scientific Aparatus Makers SAMA ( Scientific Aparatus Makers

Association) RC21 Association) RC21 –– 4 4 –– 19661966•• DIN 43760 DIN 43760 –– 19981998•• Produjeron inconvenientes por sus Produjeron inconvenientes por sus

diferentes criterios de selección y diferentes criterios de selección y fabricaciónfabricación

•• Era necesario un standard común Era necesario un standard común internacionalinternacional

STANDARD INTERNACIONAL: IEC 60 751STANDARD INTERNACIONAL: IEC 60 751(TABLAS 5 Y 7)(TABLAS 5 Y 7)

Termo resistenciasTermo resistencias((Ventajas del PlatinoVentajas del Platino))

•• El mas utilizado es el platino por ser El mas utilizado es el platino por ser el más estable y el más exacto.el más estable y el más exacto.

•• Se utiliza como standard Se utiliza como standard internacional de medición de internacional de medición de

temperatura por su alta estabilidad temperatura por su alta estabilidad en el rango de en el rango de --250 C hasta 630 C250 C hasta 630 C

Termo resistenciasTermo resistencias((Tabla , puntos fijos , formulas de interpolaciónTabla , puntos fijos , formulas de interpolación))

RtRt = R0[1 + At + = R0[1 + At + BtBt22]]DondeDondeRtRt : valor de la : valor de la termoresistenciatermoresistencia a la a la

temperaturatemperatura tt(en (en ººC)C)

R0 : valor de la R0 : valor de la resistenciaresistencia a 0a 0ºº CCA, B, y C son A, B, y C son constantesconstantes

273,15 a 903,65273,15 a 903,65

TermTermóómetrometrode de

ResistenciaResistenciade de PlatinoPlatino

Rt = R0 [1+ A t + B tRt = R0 [1+ A t + B t22

+ C (t + C (t -- 100) t100) t33]]OxOxíígenogeno(p.(p.ebeb.90,18.90,18ºº))

AguaAgua(p.tripl(p.triple 273,16)e 273,16)

AguaAgua (p.(p.ebeb. . 373,16)373,16)AzufreAzufre(p.(p.ebeb. .

717,75)717,75)

90,18 a 903,6590,18 a 903,65

INSTRUMENTOS INSTRUMENTOS ESTANDARIZADOSESTANDARIZADOS

ECUACIONES DE INTERPOLACIONECUACIONES DE INTERPOLACIONPUNTOS FIJOSPUNTOS FIJOSRANGO DE RANGO DE

TEMPERATURATEMPERATURA( K )( K )

Termo resistenciasTermo resistencias((PParte negativa de la tabla)arte negativa de la tabla)

Termo Termo resistenresisten

ciascias(primera (primera

parte parte positiva positiva de la de la tabla)tabla)

Termo resistenciasTermo resistencias((Otras ventajas del PlatinoOtras ventajas del Platino))

Termorresistencias de Platino:Termorresistencias de Platino:•• Son las más utilizadas en la Son las más utilizadas en la

fabricación de termorresistencias fabricación de termorresistencias industriales por su repetibilidad y industriales por su repetibilidad y

alta estabilidad y rango de alta estabilidad y rango de temperaturastemperaturas

•• Relación temperatura Relación temperatura –– resistencia resistencia muy lineal comparada con otro muy lineal comparada con otro

material (coeficiente de material (coeficiente de temperatura)temperatura)

Termo resistenciasTermo resistencias((PT100 Definición y RangoPT100 Definición y Rango))

Termorresistencias de Platino:Termorresistencias de Platino:•• La mas usada es la Pt100 por tener La mas usada es la Pt100 por tener una característica que se basa en su una característica que se basa en su

punto de referencia de tener 100 punto de referencia de tener 100 ohm a 0 Cohm a 0 C

•• Rango de medición entre Rango de medición entre –– 250 C y 250 C y 850 C con tolerancias de fabricacion 850 C con tolerancias de fabricacion

dadas por IEC 60 751dadas por IEC 60 751

Termo resistenciasTermo resistencias((Curvas no normalizadasCurvas no normalizadas))

•• Los fabricantes hacen uso de curvas Los fabricantes hacen uso de curvas de calibración diferentes de las de calibración diferentes de las

normalizadas a vecesnormalizadas a veces•• Promueven un mercado cautivo para Promueven un mercado cautivo para

sus termorresistencias en cuanto al sus termorresistencias en cuanto al tema d e reutilización o calibración o tema d e reutilización o calibración o

provisión de servicios conexosprovisión de servicios conexos

TermorresistenciasTermorresistencias((NiquelNiquel))

Termorresistencias de Níquel:Termorresistencias de Níquel:•• Límites de temperatura mucho menores a Límites de temperatura mucho menores a

las de Pt : las de Pt : -- 60 C a 180 C60 C a 180 C•• Tolerancias y exactitud menores aunque Tolerancias y exactitud menores aunque

también se calibran en 100 ohm a 0 Ctambién se calibran en 100 ohm a 0 C•• Ventaja competitiva: el precioVentaja competitiva: el precio•• Fácilmente linealizable con circuito puente Fácilmente linealizable con circuito puente

aunque no es tan importante hoy por hoyaunque no es tan importante hoy por hoy

Resistencia de 100ohms de Niquel

Temperatura

Resistencia

ºC Ohmios

-60 69,5 +/- 1,0

0 100,0 +/- 0,1

100 161,7+/- 0,1

180 223,1 +/- 1,3

Termo Termo resistenciasresistencias

((NiquelNiquel ValoresValores))

Termo resistenciasTermo resistencias((CobreCobre))

Termorresistencias de Cobre:Termorresistencias de Cobre:•• La más lineal de todasLa más lineal de todas•• Bajo rango: Bajo rango: -- 200 C a 150 C200 C a 150 C•• Se necesitan usar alambres muy finos Se necesitan usar alambres muy finos

de poco diámetro por su baja de poco diámetro por su baja resistividadresistividad

Termo resistenciasTermo resistencias((TungstenoTungsteno))

Termorresistencias de Tungsteno:Termorresistencias de Tungsteno:•• De poco uso por su baja estabilidadDe poco uso por su baja estabilidad•• De muy alta resistencia mecánica De muy alta resistencia mecánica

permite usar alambres más finos permite usar alambres más finos (elevada resistencia eléctrica(elevada resistencia eléctrica))

Termo resistenciasTermo resistencias((Tabla de Tolerancias ClasesTabla de Tolerancias Clases))

Termo resistenciasTermo resistencias((Síntesis de DimensionesSíntesis de Dimensiones))

Termo resistenciasTermo resistencias((CONSTRUCCIONCONSTRUCCION))

•• Semejantes exteriormente a las Semejantes exteriormente a las termocuplastermocuplas

•• Mismas condiciones que para las Mismas condiciones que para las termocuplas en cuanto a los ambientes en termocuplas en cuanto a los ambientes en que se aplicanque se aplican

•• Mismos materiales y configuraciones para Mismos materiales y configuraciones para sus vainas de protecciónsus vainas de protección

•• Mismos cuidados respecto de los Mismos cuidados respecto de los ambientes agresivosambientes agresivos

TermorresistenciasTermorresistencias((CONTINUACIÓNCONTINUACIÓN))

TermorresistenciasTermorresistencias((Método de dos hilosMétodo de dos hilos))

RTD = Rt RESISTOR TEMPERATURE DETECTOR

Termo resistenciasTermo resistencias((Método de dos hilos uso del Puente de WheatstoneMétodo de dos hilos uso del Puente de Wheatstone))

TermorresistenciasTermorresistencias ((Conexión Conexión BifilarBifilar))

•• El modo de conexión menos preciso El modo de conexión menos preciso

•• Influyen las resistencias en los Influyen las resistencias en los conductores de conexión y su variación conductores de conexión y su variación con la temperaturacon la temperatura

•• Puede usarse con tramos cortos de Puede usarse con tramos cortos de conexión.conexión.

•• Secciones grandes para bajar la Secciones grandes para bajar la resistencia los conductores de conexiónresistencia los conductores de conexión

TermorresistenciasTermorresistencias((CONTINUACIÓNCONTINUACIÓN) Método de dos Hilos) Método de dos Hilos

El modo más sencillo de conexión (pero menos exacto) es con solo dos cables.

En este caso las resistencias de los cables RCu1 y RCu2 que unen la Pt100 con el instrumento se suman generando un error inevitable.

R = ρ . L /S

R = Ro . (1+ αT ( T – 20 ))Termo Termo

resistenciasresistencias((CONTINUACIÓNCONTINUACIÓN) ) Método de dos HilosMétodo de dos Hilos

Sistema SWG Legal

Número Diámetro

de Galga mm

10 3,251

15 1,829

20 0,914

25 0,508

30 0,315

35 0,214

40 0,122

Termo Termo resistenciasresistencias

galgas de los galgas de los alambresalambres

Un alambre (individual) BWG galga 25 tiene un diámetro de 0,508 mm

ello representa una sección de 0,2027 mm2 lo que según la tabla de

resistividades representa una

resistencia de 8,4 10-2

ohmios por cada metro a 20ºC

Sistema SWG Legal

Número Diámetro

de Galga mm

10 3,251

15 1,829

20 0,914

25 0,508

30 0,315

35 0,214

40 0,122

Termo Termo resistenciasresistencias

galgas de los galgas de los alambresalambres

Por ejemplo si se usa este cable para medir una resistencia a 5 metros de distancia, la resistencia total de los cables será

5*2*0.084 = 0,84 ohms lo que induciráaproximadamente un error de 2.25 ºC en la lectura.