Principio de funcionamiento del sensor RTD y sus aplicaciones

Sensores son los dispositivos que utilizan los equipos electrónicos, eléctricos y mecánicos para interactuar con el entorno externo. Estos se utilizan para medir varios tipos de fenómenos físicos como voltajes, corriente, aceleración, etc. Los sensores utilizan varios principios para medir estas cantidades físicas. Como el efecto piezoeléctrico se usa para medir voltaje y corriente, el efecto Hall se usa para medir densidad magnética, etc. RTD - Detector de temperatura de resistencia, es un sensor detector de temperatura que usa la relación entre la temperatura y la resistencia del conductor para medir la temperatura. Este sensor está reemplazando rápidamente a los termopares.

¿Qué es un sensor RTD?

El término RTD significa Detector de temperatura de resistencia. Este sensor también se conoce como termómetro de resistencia. Este sensor se utiliza para medir la temperatura.

Por lo general, están disponibles como un trozo de alambre fino hecho de platino, níquel o cobre, envuelto alrededor de un núcleo de cerámica o vidrio. Este sensor utiliza la relación temperatura / resistencia del cable para medir la temperatura.

Al usar la relación temperatura Vs resistencia, uno puede encontrar la cantidad de cambio ocurrido en el valor de resistencia del sensor, para un cambio de grado en la temperatura. El metal platino tiene una relación estable entre resistencia y temperatura en un amplio rango de temperaturas.

Para el níquel, la cantidad de cambio en la resistencia debido al cambio de temperatura se vuelve no lineal, a una temperatura superior a 300 ⁰ C. En función de su comportamiento, a diferentes rangos de temperatura, se eligen materiales para fabricar el alambre delgado, que se utiliza en RTD.

RTD se puede construir de diferentes formas y, en algunos casos, son mejores que los termopares en cuanto a estabilidad, precisión y repetibilidad. RTD requiere una fuente de alimentación para funcionar. A diferencia del termopar que usa el efecto Seebeck para generar voltaje, RTD usa resistencia eléctrica.

Principio de funcionamiento

El funcionamiento del sensor RTD se basa en la relación resistencia-temperatura del material utilizado para su construcción. Se mide la cantidad de cambio visto en el valor de resistencia del material debido a un aumento de temperatura por grado y el sensor se calibra en consecuencia.

El elemento resistivo es frágil, siempre requiere aislamiento. Los cables del aislador están conectados al elemento. Para temperaturas inferiores a 250 ^o Se utilizan aislantes C como caucho de silicona, PVC. Una aleación de metal químicamente inerte a la temperatura se utiliza como funda protectora para albergar el punto de medición y los cables.

Desde la temperatura de 0 ⁰ C hasta un valor de temperatura donde el cambio es lineal, se considera como el rango de temperatura del sensor. Esto depende del material del cable utilizado en el sensor. Para el platino, el rango es de hasta 660 ⁰ C. El níquel es adecuado para temperaturas inferiores a 300 ⁰ C.

La aproximación lineal de la relación resistencia-temperatura de los metales entre 0 ⁰ C y 100 ⁰ C se considera como las características significativas del metal que se utiliza como cable en el sensor.

El coeficiente de temperatura de resistencia se da como

α =(R ₁₀₀ –R ₀ ) / (100 ⁰ C.R ₀ )

Donde R ₀ y R ₁₀₀ son la resistencia del sensor a temperatura 0 ⁰ C y 100 ⁰ C respectivamente.

Aplicaciones de RTD

• El sensor RTD se usa en automoción para medir la temperatura del motor, un sensor de nivel de aceite, sensores de temperatura del aire de admisión. En comunicación e instrumentación para detectar la sobretemperatura de amplificadores, estabilizadores de ganancia de transistores, etc.
• RTD se utiliza en electrónica de potencia, informática, electrónica de consumo, manipulación y procesamiento de alimentos, electrónica industrial, electrónica médica, militar y aeroespacial.

Ejemplos de RTD

Algunos de los ejemplos de sensor RTD son sensor de refrigerante, temperatura del aceite de la transmisión. sensores, sensor de temperatura del aire de admisión, detectores de incendios, etc.

Debido a su precisión y estabilidad, los sensores RTD están reemplazando rápidamente a los termopares en aplicaciones industriales. RTD puede dar valores de mayor precisión. El RTD puede ser estable durante muchos años en comparación con el termopar, que permanece estable solo durante unas pocas horas de uso. Hay RTD presentes en nuestros electrodomésticos del día a día como cafeteras, teléfonos móviles. ¿Con cuál de las aplicaciones de RTD se ha encontrado?