AADECA Medición de Temperatura Termorresistencias. Ing. Eduardo N. Alvarez & Ing. Sergio J. Longo

Transcripción

1 AADECA 2007 Medición de Temperatura Termorresistencias Ing. Eduardo N. Alvarez & Ing. Sergio J. Longo

2 Termorresistencias Utilizada usando Pt como elemento primario por primera vez en 1871 por William Siemens Trabaja utilizando el fenómeno por el cual varia la resistencia en función de la variación de temperatura

3 Termorresistencias Grafica, parte positva, coeficiente de temperatura positivo R T = R o (1+ a 1 * t1 + a 2 * t 2 + a 3 * t a n * t n )

4 (MATERIALES) Se fabrica con alambres finos o bien últimamente con depósitos metálicos en película fina, que luego de ser aislados y encapsulados, se insertan en una vaina metálica que se completa con un polvo aislante y se sella con cemento para impedir el paso de la humedad

5 (EN FUNDICIÓN DE VIDRIO)

6 fundidas en vidrio tabla

7 (Cerámica)

8 cerámicas tabla

9 (Materiales) Materiales utilizados para el arrollamiento de termorresistencias Platino Niquel Niquel Hierro Cobre tungsteno

10 (Normas) Standards Nacionales (más comunes) SAMA ( Scientific Aparatus Makers Association) RC DIN Produjeron inconvenientes por sus diferentes criterios de selección y fabricación Era necesario un standard común internacional STANDARD INTERNACIONAL: IEC (TABLAS 5 Y 7)

11 (Ventajas del Platino) El mas utilizado es el platino por ser el más estable y el más exacto. Se utiliza como standard internacional de medición de temperatura por su alta estabilidad en el rango de -250 C hasta 630 C

12 (Tabla, puntos fijos, formulas de interpolación) RANGO DE TEMPERATURA ( K ) PUNTOS FIJOS ECUACIONES DE INTERPOLACION INSTRUMENTOS ESTANDARIZADOS 90,18 a 903,65 273,15 a 903,65 Oxígeno geno(p. eb.90,18.90,18º) Agua(p.tripl e 273,16) Agua (p.eb eb. 373,16) Azufre (p.eb eb. 717,75) Rt = R0 [1+ A t + B t 2 + C (t - 100) t 3 ] Rt = R0[1 + At + Bt 2 ] Donde Rt : valor de la termoresistencia a la temperatura t (en ºC) R0 : valor de la resistencia a 0º 0 C A, B, y C son constantes Termómetro metro de Resistencia de Platino

13 (Parte negativa de la tabla)

14 Termo resisten cias (primera parte positiva de la tabla)

15 (Otras ventajas del Platino) Termorresistencias de Platino: Son las más utilizadas en la fabricación de termorresistencias industriales por su repetibilidad y alta estabilidad y rango de temperaturas Relación temperatura resistencia muy lineal comparada con otro material (coeficiente de temperatura)

16 (PT100 Definición y Rango) Termorresistencias de Platino: La mas usada es la Pt100 por tener una característica que se basa en su punto de referencia de tener 100 ohm a 0 C Rango de medición entre 250 C y 850 C con tolerancias de fabricacion dadas por IEC

17 (Curvas no normalizadas) Los fabricantes hacen uso de curvas de calibración diferentes de las normalizadas a veces Promueven un mercado cautivo para sus termorresistencias en cuanto al tema d e reutilización o calibración o provisión de servicios conexos

18 Termorresistencias (Niquel) Termorresistencias de Níquel: Límites de temperatura mucho menores a las de Pt : - 60 C a 180 C Tolerancias y exactitud menores aunque también se calibran en 100 ohm a 0 C Ventaja competitiva: el precio Fácilmente linealizable con circuito puente aunque no es tan importante hoy por hoy

19 Resistencia de 100 ohms de Niquel Temperat ura Resistenci a ºC Ohmios Termo resistencias (Niquel Valores) ,5 +/- 1, ,0 +/- 0, ,7 +/- 0, ,1 +/- 1,3

20 (Cobre) Termorresistencias de Cobre: La más lineal de todas Bajo rango: C a 150 C Se necesitan usar alambres muy finos de poco diámetro por su baja resistividad

21 (Tungsteno) Termorresistencias de Tungsteno: De poco uso por su baja estabilidad De muy alta resistencia mecánica permite usar alambres más finos (elevada resistencia eléctrica)

22 (Tabla de Tolerancias Clases)

23 (Síntesis de Dimensiones)

24 (CONSTRUCCION) Semejantes exteriormente a las termocuplas Mismas condiciones que para las termocuplas en cuanto a los ambientes en que se aplican Mismos materiales y configuraciones para sus vainas de protección Mismos cuidados respecto de los ambientes agresivos

25 Termorresistencias (CONTINUACIÓN)

26 Termorresistencias (Método de dos hilos) RTD = Rt RESISTOR TEMPERATURE DETECTOR

27 (Método de dos hilos uso del Puente de Wheatstone)

28 Termorresistencias (Conexión Bifilar) El modo de conexión menos preciso Influyen las resistencias en los conductores de conexión y su variación con la temperatura Puede usarse con tramos cortos de conexión. Secciones grandes para bajar la resistencia los conductores de conexión

29 Termorresistencias CONTINUACIÓN) ) Método de dos Hilos (CONTINUACIÓN El modo más sencillo de conexión (pero menos exacto) es con solo dos cables. En este caso las resistencias de los cables RCu1 y RCu2 que unen la Pt100 con el instrumento se suman generando un error inevitable.

30 R = ρ. L /S R = Ro. (1+ αt ( T 20 )) Termo resistencias (CONTINUACIÓN) Método de dos Hilos

31 Sistema SWG Legal Número Diámetro de Galga mm 10 3, , , , , ,214 Termo resistencias galgas de los alambres Un alambre (individual) BWG galga 25 tiene un diámetro de 0,508 mm ello representa una sección de 0,2027 mm2 lo que según la tabla de resistividades representa una resistencia de 8, ohmios por cada metro a 20ºC 40 0,122

32 Sistema SWG Legal Número Diámetro de Galga mm 10 3, , , , , , ,122 Termo resistencias galgas de los alambres Por ejemplo si se usa este cable para medir una resistencia a 5 metros de distancia, la resistencia total de los cables será 5*2*0.084 = 0,84 ohms lo que inducirá aproximadamente un error de 2.25 ºC en la lectura.