PRESENTACIÓN

I. INTRODUCCIÓN

Los RTD son sensores de temperatura resistivos. En ellos se aprovecha el efecto que tiene la temperatura en la conducción de los electrones para que ante un aumento de temperatura, haya un aumento de la resistencia eléctrica. A continuación se realiza la presentación de las bases para linealizar su curva de respuesta haciendo el cálculo más sencillo, además se expone un ejemplo, el cual es totalmente resuelto y por último se esbozan un conjunto de opiniones referente al comportamiento general de los RT y sus principales características.

II. PROBLEMA 10

Se dispone de una RTD de platino que α 0 °C tiene una resistencia de 100 W y un coeficiente de temperatura α = 0,00389 (Ω/Ω)/K. ¿Cuáles son su sensibilidad y coeficiente de temperatura a 25 °C? ¿Y a 50 °C?

El fundamento de las RTD es la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. En un conductor, el número de electrones disponibles para la construcción no cambia apreciablemente con la temperatura. Pero si ésta aumenta, las vibraciones de los átomos alrededor de sus posiciones de equilibrio son mayores, ya si dispersan más eficazmente a los electrones, reduciendo su velocidad media. Esto implica un coeficiente de temperatura positivo, es decir, un aumento de la resistencia con la temperatura, Expresando de la siguiente manera: Donde R0 es la resistencia a la temperatura de referencia y T el incremento de temperatura respecto a la de referencia. La variación de resistencia se debe tanto al cambio de resistividad como al cambio de las dimensiones asociados con el cambio de temperatura. Para el hilo de platino α1 = 0,00389 (Ω/Ω)/K y α2= 0,000000583 (Ω/Ω)/K2; hasta 650ºC aproximadamente, el valor del término lineal α1 es mas de 6 mil veces mayor al termino no lineal α2, con lo cual los términos no lineales se pueden despreciar, que dando una ecuación de la siguiente manera:

cc apreciando bien la formula observamos que obtenemos la ecuación de una recta donde αT0 es la pendiente de la recta y RT0 es corte con el eje y para T0, con lo cual podemos apreciar que la Sensibilidad va a ser constante donde el termino de αT0 es quien varía.

La sensibilidad de un sensor lineal es constante, y por consiguiente la sensibilidad será la misma a 25 °C que a 50 °C. La resistencia se puede expresar en función de la temperatura como

La sensibilidad es la pendiente de esta recta. Por tanto,

Con los datos del enunciado, tenemos

Luego, a 25 °C, tenemos

donde hemos empleado la identidad 1 °C = 1 K. Aplicando la misma relación, a 50 °C tendremos

III. CONCLUSIONES

En general se pueden presentar las siguientes conclusiones.

1. Para determinadas aleaciones de platino se puede linealizar su curva solo hasta temperaturas menores a 650ºC , porque las variaciones causadas por los términos no lineales son despreciables.

2. A pesar de que la sensibilidad sea constante el coeficiente de temperatura disminuye al aumentar la temperatura como parte del comportamiento físico del platino ya que su resistencia aumenta por el movimiento de los electrones y los cambios en el área del conductor.

3. La sensibilidad y el coeficiente de temperatura son fáciles de distinguir por sus unidades. Las unidades de la sensibilidad son Ω/K, mientras que las unidades del coeficiente de temperatura son (Ω/Ω)/K, o simplemente el recíproco del del kelvin (K).

4. El coeficiente de temperatura se denomina a veces sensibilidad relativa, porque se comporta como una pendiente para cada valor de temperatura.

IV. REFERENCIAS

1. Creus Solé Antonio, Instrumentación industrial, 6ta edición , Marcombo S.A., 1997.
2. Bordons Alba Claudio, apuntes de la asignatura “Tecnología del control” Dpto. Ingeniería de sistemas y Autómatas, Septiembre 2000.
3. Sensores, Secretaría de Ciencia y Tecnología, Presidencia de la Nación, 1994, pp 387-397.