TRANSDUCTORES: SENSORES Y ACTUADORES

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TEMA 4 – TRANSDUCTORES: SENSORES Y
ACTUADORES
1 - SENSORES RESISTIVOS
1.1 - Detectores de temperatura resistivos (RTD)
Este tipo de sensores (cuyas siglas corresponden a Resistive Temperature
Detector) se basan en una propiedad de algunos metales, que hace que su resistencia
varíe en función de la temperatura a la cual se ven sometidos. Muchas veces, esta
variación es lineal. Los metalesque se suelen utilizan son el Pt (Platino), y el Ni
(Níquel).
Pueden ser de dos tipos:
NTC (Negative Temperature Coefficient) en el caso de que la resistencia
disminuya con el aumento de temperatura.
PTC (Positive Temperature Coefficent) en caso contrario, es decir, su resistencia
aumenta a medida que aumenta la temperatura.
La resistencia de la RTD se caracteriza como:
R = R0(1 + α∆T)
R =R0(1 - α∆T)

(PTC)
(NTC)

∆T = (T - T0) = (T - 273)
donde la temperatura a que se encuentra la RTD se expresa en grados Kelvin. De esta
forma, cuando T = 273K (0 ºC), entonces tenemos que R = R0, por lo que R0 es la
resistencia a cero grados centígrados.
La sensibilidad (S) es la pendiente de la curva de calibración:
R(T) = R0(1 + α(T - T0)) = R0 + R0α(T - T0) = R0 + R0αT - R0αT0dR(T)/dT = R0 α
En concreto para la RTD no utilizamos este resultado, sino
S = (d R(T)/dT)/R0 = α
El parámetro α se denomina coeficiente de temperatura.
1.1.1 - Ajuste
El principal problema que plantean este tipo de sensores consiste en que, en caso
de montarlos a distancia del circuito de control, la resistencia del cable empleado
contribuye a modificar la resistencia del propio sensoralterando el valor medido. Ello

1

obliga a recalibrar el sensor una vez instalado para compensar adecuadamente esta
desviación.
Otra posibilidad para compensar esta desviación consiste en emplear un conexionado de
cuatro hilos en lugar de dos, como el mostrado en la Figura 1. Con esto se consigue que
la corriente que fluye a través de los cables de conexión del sensor con la unidad de
control(medida) sea insignificante y que apenas contribuya a modificar la medición que
resultará, por tanto, prácticamente independiente de la longitud de cable empleada. Para
que se dé esta circunstancia es necesario que la impedancia de entrada del instrumento
de medida Rinstr sea mucho mayor que la resistencia del sensor.

Figura 1 – Uso de un conductor de 4 hilos para eliminar la contribución dela resistencia del cable

1.2 - Termistores
El termistor también varía su resistencia eléctrica en función de la temperatura,
como la RTD, pero con la diferencia de que esta variación no es lineal, sino
exponencial.
Al igual que los sensores RTD, los termistores también pueden ser del tipo NTC o del
tipo PTC.
R=R0 e

1 1
B( − )
T T0

Otra diferencia es que T0 no es la temperatura acero grados centígrados, sino que es la
temperatura ambiente expresada en grados Kelvin :
T0 = 25 ºC = 273 + 25 = 298 K
Cuando T = 298K (25 ºC), entonces tenemos que R = R0, por lo que R0 es la resistencia
a temperatura ambiente (25 ºC).
Para el termistor no se suele emplear la definición habitual de sensibilidad, sino que al
igual que sucede con las RTD se emplea una sensibilidad relativa ala resistencia del
propio termistor, lo cual podría considerarse una normalización:

2

dR(T )
−B
S = dT = 2
R0
T
La dependencia no lineal del valor de la resistencia del termistor con la temperatura
hace aconsejable emplear montajes que permitan obtener cierto grado de linealidad.
1.2.1 – Linealización del termistor mediante resistencia en paralelo
Se puede aumentar la linealidadde un termistor añadiendo una resistencia en
paralelo de valor R. La resistencia resultante Rp presenta una linealidad mayor y una
menor dependencia con la temperatura, es decir, una menor sensibilidad. El valor de la
resistencia equivalente del conjunto termistor-resistencia en paralelo sería (llamando RT
a la resistencia del termistor):
RRT
Rp =
R + RT
donde puede apreciarse que, aunque...
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