Mecatronica

Laboratorio de Instrumentación Mecatrónica
Práctica 10: Medición de Temperatura con RTD

Práctica 10
Equipo utilizado:
Baño de Temperatura Constante
Dispositivo capaz de establecer y mantener la temperatura de un fluido (agua) en un valor preestablecido, de forma uniforme en todo el fluido.

RTD
El RTD es uno de los sensores de temperatura más precisos. No sólo tiene precisión, sinoque además es estable y repetitivo. Se basa en el cambio de resistencia que los materiales experimentan con la temperatura.

Desarrollo de la práctica
1. En la práctica pasada el instructor explicó la operación del baño de temperatura constante. Enciéndalo y coloque la referencia (SET POINT) en 30 °C, espere a que se alcance esta temperatura antes de seguir con siguiente punto de lapráctica.

2. Medición con RTD
a. Introduzca el RTD con termopozo al baño de temperatura y sujételo con el conector tipo glándula.
b. Obtención manual de la temperatura a partir de la resistencia medida en las terminales del RTD.
El cambio de la resistencia en un RTD con respecto a la temperatura puede ser aproximado utilizando la [ Ecuación 10.1 ]. En el caso particular del RTD deplatino (como el que se está utilizando) en el rango de 0 a 100°C es suficiente con un solo coeficiente, es decir, puede ser aproximado por la siguiente línea recta:

Donde:
* R0 es la resistencia en ohms a 0°C.
* a1 es el coeficiente relacionado con el RTD
* (a1 = 0.00385 para RTD europeos y a1 = 0.00392 para RTD americanos)
* Res la resistencia en ohms del RTD @ T en °C

i. Obtenga del manual maestro de instrumentos OMEGA el tipo de RTD que se está utilizando.
ii. Mida el valor de resistencia de salida del RTD y obtenga la temperatura actual del baño a partir de esta medición.
¿Qué precisión tiene? ¿A qué cree se debe el error? en comparación con el termopar, ¿cuál tuvo menos error?
Rab=0.70 ΩRac=108.94 Ω
Rbc=108.92 Ω
Medición:
R=112.33 Ω
112.33 Ω=108.92 Ω(1+0.00392 ΔT)
ΔT=7.3301 °C
T=Tamb+ΔT=28.8301 °C
E=1.1699 °C
El error se puede deber a la precisión del óhmetro y la resistencia de los cables con los que se realiza la medición.
El RTD tuvo un error prácticamente igual al del termopar (1.1699 °C contra 1.21 °C).
iii. La resistencia que se midió incluye a laresistencia de los conductores internos. Mida la resistencia entre los dos extremos que están conectados al mismo punto. Utilícelo para calcular la resistencia real en el RTD (justifique cómo lo realiza) y recalcule la temperatura. ¿Qué precisión se obtiene con esta compensación?

Si dos terminales del RTD están conectados al mismo punto entonces la resistencia entre dichas terminales debería sercero. La diferencia entre la resistencia medida y la resistencia teórica (cero) debe ser la resistencia del conductor que los une. Las resistencias reales son:

Rab=0 Ω
Rac=108.24 Ω
Rbc=108.22 Ω
R=111.36 Ω
111.36 Ω=108.23 Ω(1+0.00392 ΔT)
ΔT=7.37752 °C
T=Tamb+ΔT=28.87752 °C
E=1.12248 °C
La precisión es casi la misma que sin la compensación.
c. Medición con cuatro cables
iv.Coloque dos cables delgados y largos (3 m) entre el RTD y el óhmetro, repita la medición de resistencia y el cálculo de temperatura, sin compensar la resistencia de los cables.
R=112.33 Ω

T=29.462 °C

v. Utilice dos cables más y realice la medición de resistencia con cuatro cables en el multímetro Agilent y calcule la temperatura. ¿Qué cambios observa con respecto al incisoanterior? ¿A qué se deben estos cambios?

R=112.49 Ω

T=29.837 °C

La resistencia medida fue mayor, dando como resultado una lectura más precisa. Las diferencias con el inciso anterior se deben principalmente a la resistencia de los cables añadidos y a la precisión en la medición de la resistencia del Agilent que, como ya vimos en prácticas anteriores, es el instrumento más preciso.

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