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