Detectors de temperatura resistius (RTD)










Detectors de temperatura resistius (RTD)









INDEX


1. Descripció general 4
2. Principi de funcionament 4
3. Corbes de calibratge 5
4. Model matemàtic dels RTD 6
5. Tipus de RTDs 7
a) Elements i forma constructiva 7
b) Tipus de material utilitzat 11
c) Valor de Ro 12

d) Precisió 12
6.Condicionament de la senyal 12
7. Avantatges i inconvenients dels RTDs 14
8. Aplicacions dels RTD’s 15
9. Conclusions 16
10. Referències 16


1. Descripció general

Un RTD (de l’anglès: resistance tempertature detector) és un detector de temperatura resistiu, és a dir, un sensor de temperatura basat en la variació de la resistència d’un conductor amb la temperatura. El seu símbol és elsegüent, on s’indica una variació lineal amb coeficient de temperatura positiu.

Un termòmetre de resistència és un instrument utilitzat per mesurar les temperatures aprofitant la propensió inherent del metall per exhibir un canvi en la resistència elèctrica com a resultat d'un canvi en la temperatura. Tots som conscients que els metalls són materials conductors. En realitat, és l'invers de laconductivitat d'un metall, o la seva resistivitat, que va provocar el desenvolupament de RTDs. Cada metall té una resistivitat específica i única que es pot determinar experimentalment. Aquesta resistència, "R" , és directament proporcional a la longitud d'un filferro de metall, "L", i inversament proporcional a l'àrea de la secció transversal, "A":
R=ρL/A (1)
on: ρ = la constant deproporcionalitat, o resistivitat del material.

2. Principi de funcionament

El principi de funcionament estableix la variació de la impedància d'un conductor amb respecte a la seva temperatura. Aquest tipus de variació no indica que el nombre d’electrons en estat de conducció augmenti o disminueixi, sinó que existirà una major vibració per part dels ions del conductor, la qual cosa implica una sèrie dexocs entre els ions i els electrons impedint el flux d'aquests últims. En ocórrer això, es presentarà una menor circulació d'electrons en el conductor, augmentant la seva impedància de manera proporcional la seva temperatura.
Com a exemple d'això es pot considerar un filferro prim que és introduït en un medi a certa temperatura, si el volum de d’aquest és insignificant en comparació amb el volumdel medi, aquest aconseguirà l'equilibri tèrmic sense afectar la temperatura del medi.

Al medi, el filferro presentarà una resistència proporcional a la temperatura d'equilibri, però si la temperatura del medi augmenta, la resistivitat del filferro creix, a més de la seva longitud i àrea a causa de la dilatació del material. Però si es consideren els canvis en les dimensiones petites encomparació de la variació de la resistivitat del material i aquesta la seva vegada amb la temperatura, es pot concloure que davant un canvi en la temperatura del medi es produirà un canvi en la resistència del RTD, guardant una relació lineal entre aquests.
En teoria qualsevol metall podria ser utilitzat per mesurar la temperatura, però no tots compleixen amb la relació lineal entre la resistivitat i latemperatura. Els metalls més utilitzats per mesurar la temperatura són el Pt, Cu, W i Ni.
Metalls
Resistivitat (ρ), Ω-m
Coeficient T(α), K-1
Platí, Pt
10,6·10-8
3,9·10-3
Níquel, Ni
6,84·10-8
7·10-3
Wolfram, W
5,6·10-8
4,5·10-3
Coure, Cu
1,68·10-8
4,3·10-3

Com es pot veure de la taula anterior el platí és el de major resistivitat la qual cosa permet construir fils molt finsd’aquest material amb una resistència considerable, en comparació amb els altres que per aconseguir resultats similars necessiten una gran longitud. En canvi el Níquel compta amb un coeficient tèrmic elevat en comparació dels altres materials, per tant est és el més sensible als canvis de temperatura. Però el níquels molt susceptible al canvi de les seves dimensions, per la qual cosa ofereix una...