Madicion de temperatura
Páginas: 20 (4855 palabras)
Publicado: 8 de noviembre de 2011
Apuntes del curso.
Raúl Leal Ascencio
ρ = ρ o [1 + α ( T − To) ] aproximación donde ρo es la resistividad a la temperatura de referencia To (normalmente 0 o 25 °C). Para mayor exactitud en un rango más amplio, úsese: l = 4.45 + 0.0269T + 1914 x10 −6 T 2 . donde T está en °C y l en Ωm. (Para la resistividad específica del tungsteno ( ver figura )) Los metales tienen coeficientes detemperatura positivos (PTC) mientras que muchos óxidos y semiconductores tienen (NTC). En las resistencias de circuitos electrónicos se desea un TCR bajo. Por otro lado un coeficiente de temperatura alto permite la fabricación de sensores de temperatura como el termistor y el resistor detector de temperatura (RTD) Un RTD de platino opera de -200 ° C a 600 °C ( ver figura 3-5.3 Fraden )
EJEMPLO:
Dosaproximaciones para calcular la resistencia y su error. Para un Pt RTD. For calibrating resistance Ro at 0 °C, the best straight line is given by equation R = Ro (10036 + 36.79 x10 −4 T ) . Where T is temperature in ° C and R is in Ω.
21
Apuntes del curso.
Raúl Leal Ascencio
The multiple at temperature (T) is the sensor's sensitivity (a slope) which may be expressed as + 0.3679 % / °C.There is a slight nonlinearity of the resistance curve which, if not corrected, may lead to an appreciable error. A better aproximattion of Pt resistance is a second order polinomial which gives accuracy better than 0.01 °C. R = Ro(1 + 39.08 x10 −4 T − 58 x10 −7 T 2 )Ω . it should be noted, however, that the coefficients in the polynomial somewhat depend on the material purity and manufacturingtechnologies. If a Pt RTD sensor at 0 °C has a resistivity Ro=100Ω, at +150 °C the linear approximation gives R = 100(10036 + 36.79 x10 −4 (150)) = 15555Ω . . while for the second order approximation R = 100(1 + 39.08 x10 −4 (150) − 58 x10 −7 (150) 2 ) = 157.32Ω . the difference between the two is 1.76Ω. This is equivalent to an error of -4.8 °C at +150 °C.
Termistores: Los termistores tienencaracterísticas no lineales de temperatura contra resistencia (
ver figura ). La forma más usada para aproximar este valor es 1 1 β − T To
Rt = Rtoe
donde To es la temperatura de calibración, típicamente 25 °C. y β es la temperatura característica del material en °K y todas las temperaturas también están en kelvin. Hacer comparación entre termistores y RTD.
Sensitividad a ladeformación: Normalmente la resistencia eléctrica cambia cuando el material
es deformado mecánicamente. A esto se le llama efecto piezoresistivo. En algunos casos puede resultar en errores, pero este efecto se puede usar para crear sensores que responden al esfuerzo, σ. F dl σ= =E a l dl donde E es el módulo de young y F es la fuerza aplicada. Aquí = e y se le llama la l 'deformación' (o‘microdeformación’). La figura 3-5.5 muestra un conductor cilíndrico. Para este caso en el que se aplica F, el volumen permanece constante, la longitud aumenta y la sección transversal decrece. ρ 2 l V
R=
V=volumen
22
Apuntes del curso.
Raúl Leal Ascencio
La sensitividad de la resistencia con respecto a la elongación del cable es dR ρ =2 l dl V El valor de la resistencia normalizado delalambre deformado es una función lineal de e, dR = See R 'Se' es el 'gauge factor' o sensitividad de una galga extensiométrica. En metal este valor está entre 2 y 6. En semiconductores, entre 40 y 200. (Requiere compensación de temperatura).
Efecto piezoeléctrico: El efecto piezoeléctrico se refiere a la generación de carga eléctrica por
un material cristalino cuando éste se somete a una fuerza. Elefecto existe en cristales naturales como el cuarzo (SiO2), cerámicos artificiales polarizados, y algunos polímeros como PVDF (Polyvinylideno fluoride). • • • • • La palabra 'piezo' proviene del griego 'piezen' que significa ejercer presión. Efecto descubierto por los hermanos Curie en 1880. Primera aplicación más útil fue en 1917 por P. Langerin (Sonar). En 1969 H. Kawai descubre el efecto...
Raúl Leal Ascencio
ρ = ρ o [1 + α ( T − To) ] aproximación donde ρo es la resistividad a la temperatura de referencia To (normalmente 0 o 25 °C). Para mayor exactitud en un rango más amplio, úsese: l = 4.45 + 0.0269T + 1914 x10 −6 T 2 . donde T está en °C y l en Ωm. (Para la resistividad específica del tungsteno ( ver figura )) Los metales tienen coeficientes detemperatura positivos (PTC) mientras que muchos óxidos y semiconductores tienen (NTC). En las resistencias de circuitos electrónicos se desea un TCR bajo. Por otro lado un coeficiente de temperatura alto permite la fabricación de sensores de temperatura como el termistor y el resistor detector de temperatura (RTD) Un RTD de platino opera de -200 ° C a 600 °C ( ver figura 3-5.3 Fraden )
EJEMPLO:
Dosaproximaciones para calcular la resistencia y su error. Para un Pt RTD. For calibrating resistance Ro at 0 °C, the best straight line is given by equation R = Ro (10036 + 36.79 x10 −4 T ) . Where T is temperature in ° C and R is in Ω.
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Apuntes del curso.
Raúl Leal Ascencio
The multiple at temperature (T) is the sensor's sensitivity (a slope) which may be expressed as + 0.3679 % / °C.There is a slight nonlinearity of the resistance curve which, if not corrected, may lead to an appreciable error. A better aproximattion of Pt resistance is a second order polinomial which gives accuracy better than 0.01 °C. R = Ro(1 + 39.08 x10 −4 T − 58 x10 −7 T 2 )Ω . it should be noted, however, that the coefficients in the polynomial somewhat depend on the material purity and manufacturingtechnologies. If a Pt RTD sensor at 0 °C has a resistivity Ro=100Ω, at +150 °C the linear approximation gives R = 100(10036 + 36.79 x10 −4 (150)) = 15555Ω . . while for the second order approximation R = 100(1 + 39.08 x10 −4 (150) − 58 x10 −7 (150) 2 ) = 157.32Ω . the difference between the two is 1.76Ω. This is equivalent to an error of -4.8 °C at +150 °C.
Termistores: Los termistores tienencaracterísticas no lineales de temperatura contra resistencia (
ver figura ). La forma más usada para aproximar este valor es 1 1 β − T To
Rt = Rtoe
donde To es la temperatura de calibración, típicamente 25 °C. y β es la temperatura característica del material en °K y todas las temperaturas también están en kelvin. Hacer comparación entre termistores y RTD.
Sensitividad a ladeformación: Normalmente la resistencia eléctrica cambia cuando el material
es deformado mecánicamente. A esto se le llama efecto piezoresistivo. En algunos casos puede resultar en errores, pero este efecto se puede usar para crear sensores que responden al esfuerzo, σ. F dl σ= =E a l dl donde E es el módulo de young y F es la fuerza aplicada. Aquí = e y se le llama la l 'deformación' (o‘microdeformación’). La figura 3-5.5 muestra un conductor cilíndrico. Para este caso en el que se aplica F, el volumen permanece constante, la longitud aumenta y la sección transversal decrece. ρ 2 l V
R=
V=volumen
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Apuntes del curso.
Raúl Leal Ascencio
La sensitividad de la resistencia con respecto a la elongación del cable es dR ρ =2 l dl V El valor de la resistencia normalizado delalambre deformado es una función lineal de e, dR = See R 'Se' es el 'gauge factor' o sensitividad de una galga extensiométrica. En metal este valor está entre 2 y 6. En semiconductores, entre 40 y 200. (Requiere compensación de temperatura).
Efecto piezoeléctrico: El efecto piezoeléctrico se refiere a la generación de carga eléctrica por
un material cristalino cuando éste se somete a una fuerza. Elefecto existe en cristales naturales como el cuarzo (SiO2), cerámicos artificiales polarizados, y algunos polímeros como PVDF (Polyvinylideno fluoride). • • • • • La palabra 'piezo' proviene del griego 'piezen' que significa ejercer presión. Efecto descubierto por los hermanos Curie en 1880. Primera aplicación más útil fue en 1917 por P. Langerin (Sonar). En 1969 H. Kawai descubre el efecto...
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