¿Termopar tipo Termo-resistencia?

30058RTD Sensor

Con frecuencia recibimos solicitudes de diverso origen y naturaleza, donde el usuario nos solicita un “Termopar tipo Termo-resistencia”, ¡aunque Ud no lo crea!, se refieren a uno de los dos tipos de sensores que llevan la señal a su OPLC, o PLC o a su controlador de temperatura, y siendo tanto el termopar como la termo-resistencia, ambos sensores de temperatura con principios operativos y aplicaciones diferentes, es obvio que este planteamiento convertido en título de este post es un error, con el que queremos llamar la atención de nuestros lectores para aclarar dudas, como solemos enseñar en nuestros cursos.

Sin hacer un análisis profundo de los principios operativos de los diferentes sensores de temperatura, mas allá de lo necesario para la medición, registro o control de esta variable que es la mas frecuente en la mayoría de los procesos, lo que deseamos promover en esta publicación es el correcto uso y denominación del tipo de sensor para una determinada aplicación.

Hablemos en primer lugar de las características y tipos de los diversos sensores:

esquema-termocuplaEl termopar, (llamado también Termocupla, sajonísmo de “Thermocouple”) es un sensor que originalmente consiste en un par de cables, hechos de materiales diferentes que unidos en un extremo llamado “Junta Caliente”, y que por diferencia de transferencia de calor envía una señal en mV al receptor (PLC, OPLC, Controlador, etc.). Podemos vincular estos mV con la temperatura a través de una tabla de ese tipo de termopar, que vienen definidos por letras: J,K,S,T,R,N,O,E etc. y sus diferencias estriban en la relación de los dos materiales usados en la elaboración de los cables, y que mantienen relación con el rango de temperaturas a medir y la compatibilidad química con el medio.  Existe un código de colores de los dos cables para definir el tipo de Termopar.

Pt100

Tres cosas son importantes a saber de los termopares:

  • a) Su mejor exactitud esta en el orden de 1 °C
  • b) Usan un cable especial y muy costoso llamado cable de extensión de termopar, desde el punto de la medición hasta el receptor, consistente en la misma combinación de los materiales del termopar.
  • c) Su rango de medición va desde los -250°C hasta los 1780°C

termopar

Las termorresistencias tambien llamadas RTD’s es otro tipo de sensor para medir tecnologia. Hasta aqui podemos notar que no existe una termorresistencia tipo termopar, ni un termopar tipo termorresistencia. Son dos cosas distintas.

cabezote-abierto-gde

Por otro lado, la termo-resistencia que convencionalmente se usa en los procesos industriales es de 3 hilos (3 cables), y su medición se basa en el cambio de la resistencia eléctrica, que nos entrega una señal en Ohmnios proporcional a la temperatura. Estos sensores se fabrican en tres materiales, Cobre (Cu), Niquel (Ni) y Platino (Pt), no obstante el más utilizado, es el platino porque la relación de temperatura vs. Ohms es lineal y su exactitud es la mejor, pudiendo llegar a 0.01 °C.

cabezote-cerrado

Estamos seguros que han escuchado el término Pt-100, lo que significa es que el sensor es una termo-resistencia de Platino, con base de 100 ohms a 0 °C.  Existen también los sensores Pt-1000, con 1000 ohms a °C, su uso es mas reciente y la ventaja es que en vez de usar tres hilos, pueden usar solo 2, además de ser el mas exacto. Estos sensores dependiendo su origen de fabricación pueden tener dos constantes que relacionan la pendiente de la recta ohms vs. °C que pueden ser 0.085 o 0.092, cosa que debemos saber a la hora de configurar el receptor.  Tres cosas importantes a conocer de las termo-resistencias:

cabezote-abiertoa) La exactitud para Pt-100 es de 0.1 °C y para Pt-1000 es 0.01 °C

b) Usa cable convencional de instrumentación de 3 conductores (Pt-100) o de 2 conductores (Pt-1000)

c) Su rango teórico va de -200 hasta 950 °C, pero no se recomienda su uso mas allá de -50 a 600 °C debido a que el platino se cristaliza mas allá de estos extremos causando ruptura por vibración.

En cuanto a costos, generalmente para un mismo rango de temperatura, el costo de un termopar, es menor que el de una termo-resistencia, pero, si consideramos el sensor y el cableado, para distancias de cableado mayores a 10 metros, el costo de la solución termo-resistencia, es mejor que la del termopar.

partes de una pt100

Para temperaturas menores a -50 °C o mayores a 600 °C, es obligatorio el uso de algún termopar.

Si la exactitud es el tema y debe ser menor a 1 °C, entonces el sensor deberá ser una Pt-100 de 3 hilos con exactitud de 0.1 °C o una Pt-1000 de 2 hilos, con exactitud de 0.01 °C, pero esta ultima no es frecuente conseguirla como compatible con los diversos PLC, OPLC y Controladores de Temperatura, con pocas excepciones como la de los módulos IO-PT4K de expansión de entradas Pt-1000 que si ofrece nuestra representada Unitronics para todos sus PLCs.

Estos temas y todos los detalles de fabricación e instalación, materiales de construcción, etc. y mucho mas sobre otras variables, novedades, principios de medición y control, normas internacionales, ejemplos, proyectos, son revisados en profundidad en nuestro curso Instrumentación para la Industria.

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