presentacion sensores rtd

8/13/2019 Presentacion Sensores RTD

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Carrera: Instrumentacin y automatizacin industrial

Asignatura: Instrumentacin y Control, ao 20 13

Nombre: Orlando Melipilln Muoz


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Los detectores de temperatura resistivos como lo dice su nombre son sensores detemperatura basados en la variacin de la resistencia de un conductor con latemperatura. Su smbolo es el siguiente, en el que se indica una variacin lineal concoeficiente de temperatura positivo.

Su principio trabaja en que a medida que vara la temperatura, su resistencia semodifica, y la magnitud de esta modificacin puede relacionarse con la variacin detemperatura.

Que es un RTD ?


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R0es la resistencia a la temperatura de referencia T0

Tes la desviacin de temperatura respecto a T0(T= T T0)

es el coeficiente de temperatura del conductor especificado a 0 C,interesa que sea de gran valor y constante con la temperatura.

Modlo Matemtico


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Los RTD de uso ms comn se fabrican de alambres finos soportados por unmaterial aislante y luego encapsulados. El elemento encapsulado se insertaluego dentro de una vaina o tubo metlico cerrado en un extremo que se llenacon un polvo aislante y se sella con cemento para impedir que absorbahumedad.

Caracteristicas

1- Tienen un alcance de medicin hasta 800 0C.

2- Son muy estables.

3- Son muy exactas.

4- Estn estandarizadas entre fabricantes.

5- Son costosas.

6- Requieren de alimentacin.

7- Tienen baja sensibilidad.

8- Presentan auto calentamiento.

9- Son lentas a los cambios.

RTD


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Los materiales empleados para la construccin de sensores RTD suelen serconductores tales como el cobre, el nquel o el platino. Las propiedades dealgunos de stos se muestran en la siguiente tabla:

RTD


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Un Pt100 es un sensor de temperatura. Consiste en un alambre de platinoque a 0 C tiene 100 ohm y que al aumentar la temperatura aumenta suresistencia elctrica.

los Pt100 siendo levemente ms costosos y mecnicamente no tan rgidoscomo las termocuplas, las superan especialmente en aplicaciones de bajas

temperaturas. (-100 a 200

).

Los Pt100 pueden fcilmente entregar precisiones de una dcima de gradocon la ventaja que la Pt100 no se descompone gradualmente entregandolecturas errneas, si no que normalmente se abre, con lo cual el dispositivomedidor detecta inmediatamente la falla del sensor y da aviso.

Adems la Pt100 puede ser colocada a cierta distancia del medidor sin mayorproblema (hasta unos 30 metros) utilizando cable de cobre convencionalpara hacer la extensin.

PT 100


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ConexinExisten 3 modos de conexin para las Pt100, cada uno deellos requiere un instrumento lector distinto. El objetivo esdeterminar exactamente la resistencia elctrica R(t) delelemento sensor de platino sin que influya en la lectura laresistencia de los cables Rc.

Construccin


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El modo ms sencillo de conexin (pero menos recomendado) es con solodos cables. En este caso las resistencias de los cables Rc1 y Rc2 que unen laPt100 al instrumento se suman generando un error inevitable. El lectormedir el total R(t)+Rc1+Rc2 en vez de R(t). Lo nico que se puede hacer esusar cable lo ms grueso posible para disminuir la resistencia de Rc1 y Rc2 yas disminuir el error en la lectura.

Por ejemplo si la temperatura es 90C, entonces R(t) = 134.7 ohms, pero si elcable Rc1 tiene 1.3 ohms y el Rc2 tiene 1.2 ohms entonces la resistenciamedida ser 134.7+1.3+1.2 = 137.2 ohms y la lectura del instrumento ser 96C.

2 Hilos


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3 hilos

El modo de conexin de 3 hilos es el ms comn y resuelve bastante bien elproblema de error generado por los cables.

El nico requisito es que los tres cables tengan la misma resistencia elctricapues el sistema de medicin se basa (casi siempre) en el "puente deWheatstone". Por supuesto el lector de temperatura debe ser para este tipo

de conexin. En el caso particular de los instrumentos ARIAN, se hace pasaruna corriente conocida a travs de los cables azul y verde con lo cual elinstrumento mide 2Rc. Luego mide la resistencia por los cables caf y azulpara finalmente restarle 2Rc al valor medido y obtener R(t).

3 Hilos


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El mtodo de 4 hilos es el ms preciso de todos, los 4 cables pueden serdistintos (distinta resistencia) pero el instrumento lector es ms costoso.

Por los cables 1 y 4 se hace circular una corriente I conocida a travs de R(t)provocando una diferencia de potencial V en los extremos de R(t). Los cables

2 y 4 estn conectados a la entrada de un voltmetro de alta impedancialuego por estos cables no circula corriente y por lo tanto la cada de potencialen los cables Rc2 y Rc3 ser cero (dV=Ic*Rc=0*Rc=0) y el voltmetro medirexactamente el voltaje V en los extremos del elemento R(t). Finalmente elinstrumento obtiene R(t) al dividir V medido entre la corriente I conocida.

4 hilos


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Cualquiera que sea el mtodo de conexin, se debe hacer pasar unacierta corriente I por el elemento sensor de modo de poder medir suresistencia. Esta corriente I llamada "corriente de excitacin"lasuministra el instrumento lector y es del orden de 0.1 mA a 2 mAdependiendo del modelo y marca del equipo. Un problema que

puede ocurrir es que la "corriente de excitacin" genere por efectoJoule (P=I*I*R) un calentamiento del elemento sensor aumentandosu temperatura y produciendo as un error en la lectura. Esteproblema es ms pronunciado mientras ms pequea sea la Pt100(menor capacidad de disipacin del calor generado) y a la vez

mientras se est midiendo en un medio menos conductor de calor.

Auto calentamiento y corriente de excitacin


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Finalmente se deben tener ciertas precauciones de limpieza y proteccin en lainstalacin de los Pt100 para prevenir errores por fugas de corriente. Es frecuenteque cables en ambientes muy hmedos se deterioren y se produzca un paso decorriente entre ellos a travs de humedad condensada. Aunque mnima, estacorriente "fugada" har aparecer en el lector una temperatura menor que la real.Estas fugas tambin pueden ocurrir en xido, humedad polvo que cubre losterminales. Por la descripcin hecha de los mtodos de medicin, queda claro que adiferencia de las termocuplas, no es posible conectar 2 unidades lectoras a unmismo Pt100 pues cada una suministra su corriente de excitacin.

En el momento de comprar un Pt100 se debe tener presente que existen distintascalidades y precios para el elemento sensor que va el extremo del Pt100. Los demejor calidad estn hechos con un verdadero alambre de platino, en tanto queexisten algunos sensores econmicos hechos en base a una pintura conductora

sobre un substrato de aluminio (cermica) Estos ltimos son menos precisos. Engeneral no se debe montar un Pt100 en lugares sometidos a mucha vibracin pueses probable que se fracture.

Precauciones


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AplicacinAmpliamente usados en la industriaMedicin de temperatura en automviles, electrodomsticos.

Tensiones relativamente altas en la salida permiten alimentar directamente otrosequipos:Usados en:Laboratorios de precisinOhmimetrosTermmetros en ambiente exigente

Menor ToleranciaMayor PrecisinClase A: Aplicaciones alta precisinPt100 Clase A 0,15 C /

0,06 [ 0 C]Clase B: Aplicaciones estndarPt100 Clase B 0,30 C /0,12 [ 0 C]Clases C y D: aplicaciones de menorprecisin.


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Comparacin


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Tipo de sensor Resistencia de Platino 100 ohm a 0C

Rango de tOperativo 0 400C

Material del cuerpo Incomel 600

Exactitud 0.5C

Conexin 3 cables(RTD, RTD, compensacin)

CARACTERSTICAS TCNICAS

Ejemplo: PT100 SS316-6-100-1/2NPTM,representa a un sensor PT100 de AceroInoxidable 316, dimetro del bulbo 6mm, largodel bulbo 100mm y conexin a proceso NPT Macho.


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- Geometra de la zona a medir (rea reducida)

- Estado de la fuente trmica (slido, gas, lquido)

- Rango de temperatura necesario

- Condiciones ambientales

Fabricantes

Consideraciones de eleccin de unRTD


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En el mercado existen distintos tipos de sensores de temperatura. Uno deestos son los sensores con resistencia metlica (RTD), estos son dispositivosimplementados en distintos sectores, como lo son las industrias,petroqumicas, laboratorios mdicos, motores, etc. Este tipo de sensoresmiden temperatura a partir de los cambios en la resistividad del material desu fabricacin. Estos son utilizados en aplicaciones donde es necesaria laexactitud, sensibilidad y repetitividad.

En la seleccin de RTDs, es necesario tener en cuenta varios aspectos. Elmedio en el cual este sensor va a ser implementado es uno de estos, ya queen el mercado existen distintos modelos de RTDs que fueron diseados parausos especficos. Otro aspecto importante es el material de fabricacin, unode estos materiales es el platino, los RTDs fabricados con este materialtienen un rango de medicin de -200 a 900 C exhibiendo uncomportamiento lineal, por esta razn es que el sensor RTD fabricado con

platino es muy cotizado debidoa su exactitud y linealidad a pesar del elevadocosto de este. Por ltimo si se hace una pequea comparacin con sensorescomo las termocuplas y los termistores con los RTDs tienen caractersticasmedias entre estos. Por lo cual los RTDs son de uso general y pueden serutilizados en muchas aplicaciones.

Conclusiones


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Para finalizar se enuncian algunos campos donde son empleado los sensoresRTDs: Aeroespacial, temperatura en motores, farmacutico, medicin detemperatura de calderas, temperatura en los ductos de HVAC.

Conclusiones


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http://www.google.cl

http://www.rtdcompany.com/

http://www.rdfcorp.com/anotes/pa-r/pa-r_01.shtml

http://www.galeon.com/termometria/metodos_electricos.htm

http://www.rdfcorp.com/anotes/pa-r/pa-r_01.shtml

http://www.es.wikipedia.org/wiki/RTD

Bibliografia

presentacion sensores rtd

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