El RTD Pt100 es una sub clasificación de sensor de temperatura basado en el cambio de Omhs como consecuencia de la variación de la temperatura. Un RTD Pt100 forma parte de los llamados Detectores de Temperatura por Resistencia, hecho con una impedancia de Platino 100 Ohms a 0 ºC que va incrementando su valor como función directa de la temperatura, es decir, mientras más temperatura mayor valor de la resistencia y viceversa.
Físicamente un elemento RTD Pt100 es un dispositivo muy pequeño con la forma de un semiconductor de electrónica básica, la siguiente imagen lo muestra en su forma más elemental.
Existen dos rangos de medición para los RTD Pt100, el primero es el llamado de rango medio con un alcance de 0 a 400ºC como la imagen anterior, también existe un Pt100 cerámico de rango alto que puede medir temperaturas de -200 a 800ºC, la siguiente imagen lo muestra.
Electrónicamente los dispositivos de instrumentación y control que usan el RTD Pt100 como elemento de medición hacen pasar una corriente eléctrica para que con ayuda de las leyes elementales de la electrónica (Ley de Ohm) se determine un voltaje que se relacione con una diferencia de potencial.
RTD Pt100 de 3 hilos y más
Existen tres formas de conectar un sensor de temperatura Pt100 a un equipo de control o automatización, la más sencilla es la conexión de 2 hilos, este tipo de conexión casi no es utilizada porque añade a la medición un coeficiente de error que es proporcional a la longitud del cable de extensión del sensor, es decir, el cable que se utiliza para extender la señal desde el punto de emisión hasta el equipo de medición será una fuente de error, los Pt100 de 2 hilos son utilizados únicamente cuando el sensor no requiere más allá de 20 a 30 cm de extensión del cable.
Para compensar los efectos negativos que tiene la extensión del sensor sobre la medición de temperatura es que existe la configuración de RTD PT100 de 3 hilos en donde el tercer hilo sirve como balanceador y permite utilizar el sensor con longitudes de extensión más largas. Es indispensable para la configuración de 3 hilos que todas las extensiones sean de las mismas características, es decir, material y calibre.
Finalmente la configuración del Pt100 4 hilos elimina completamente los efectos del cable de extensión sobre la medición.
Lamentablemente no todos los equipos electrónicos de medición son compatibles con el Pt100 de 4 hilos razón por la cual no es tan utilizado en la industria en general sino exclusivamente en áreas como laboratorios de calibración, universidades, etcétera.
Pt100 clase B y clase A
Dentro de los Pt100 existen diversas clases que identifican las tolerancias en las cuales cada clasificación opera, además de las clase B y clase A existen la clase AA y la clase C sin embargo, estas no son tan utilizadas por el rango de temperatura reducido en el que funcionan.
La siguiente imagen muestra una gráfica en la que se puede apreciar el grado de error de las diferentes clases de PT100 como función del incremento de la temperatura.
Como se puede observar en el esquema el Pt100 clase AA tiene el menor rango de error con el incremento de la temperatura seguido del Pt100 clase A.
En la industria el sensor de temperatura Pt100 clase B es el de mayor uso y la siguiente tabla nos ayudará a entender mejor el por qué.
La razón por la cual el RTD PT100 clase AA no es tan utilizado es por el reducido rango de medición que ofrece, este tipo de Pt100 sólo se utiliza para aplicaciones relacionadas con la calibración.
RTD Pt100 estándar DIN y JIS
Existe una clasificación internacional denominada estandarización que clasifica los RTD como DIN o JIS.
Un RTD Pt100 norma DIN es un sensor que cumple las especificaciones del Instituto Alemán de Estandarización (DIN por sus siglas en alemán), esto quiere decir que el sensor Pt100 contará con un coeficiente de incremento de temperatura de 0.00385 Ω/Ω/ºC.
Por su parte un RTD Pt100 norma JIS obedece al Estándar Industrial Japonés que tiene un coeficiente de temperatura 0.003916 Ω/Ω/ºC.
Lamentablemente no hay forma de diferenciar físicamente un sensor norma DIN respecto a otro de la norma JIS, su diferenciación se realiza a través de pruebas y ensayos en ambientes controlados con procesos de calibración acreditados en nuestros laboratorios. Póngase en contacto con nuestros ingenieros quienes podrán ayudarle a clasificar adecuadamente su sensor.
Transmisor para Pt100
En ocaciones los equipos de medición quedan a muy largas distancias, más allá de las que la compensación del RTD Pt100 de 3 y 4 hilos pueden soportar, para ello es posible realizar una conversión de señal a un bucle de corriente denominado 4 a 20 mA.
Un transmisor para Pt100 permite realizar el cambio de señal de Ohms a Amperes, con ello eliminamos la carga de resistencia derivada del cable de extensión para Pt100 y podemos llevar la señal a longitudes tan extensas como necesitemos, técnicamente la señal de 4 a 20 mA de un RTD Pt100 puede ser extendida hasta 1.2 Km cuando se utiliza un cable blindado calibre 24 AWG.
La conexión de un Pt100 a un transmisor 4 a 20 mA es realmente muy sencilla, utilice la siguiente imagen como una referencia. Conecte las 3 terminales del Pt100 en las terminales input, después utilice una fuente de alimentación en el rango permitido por el dispositivo que servirá como generadora del bucle y conecte en serie con la «carga» que representará al pirómetro de temperatura, cotrolador o PLC.
Conexión Pt100 con transmisor
RTD Pt100 con Termopozo
Los termopozos son son protecciones mecánicas indispensables en la instrumentación de tanques y tuberías de fluidos circulantes de alta abrasión y presión. Los termopozos protegen el sensor de temperatura de todas las malas condiciones a las que el sistema puede estar sometido. Existen dos tipos principales de termopozos que se utilizan con RTD Pt100 los de conexión roscada y los de brida, la siguiente imagen muestra un sensor de temperatura Pt100 con termopozo roscado para aplicaciones de medición en tanque de circulación de aceite de calentamiento, las cuerdas de conexión más frecuentes son la 3/4″ NPT y 1/2″NPT sin embargo existen otros tamaños y otros estándar de rosca como BSP.
Principalmente para aplicaciones que tienen relación con el GAS y el petróleo la conexión roscada no es suficiente por los niveles de presión que se manejan, es por ello que los pt100 se utilizan en esas aplicaciones con conexión brida. La brida es una forma especial de conexión tipo disco con perforaciones que permite una conexión segura a contenedores y tuberías de muy alta presión.
Los termopozos bridados tienen varias especificaciones entre ellos tamaño de la brida, capacidad, forma de brida y longitud. Por el uso de estos termopozos se recomienda estar ampliamente asesorado por nuestros ingenieros.
En la página de termopozos podrá localizar datos más detallados acerca de estas protecciones mecánicas.
Modelos de RTD Pt100
Así como los termopares pueden encontrarse en variadas formas y presentaciones físicas los RTD Pt100 también son fabricados con vástagos, cables de extensión, cabezas marinas y cualquier configuración que sea requerida por la aplicación en la que se vaya a utilizar. En los siguientes párrafos mencionaremos todos los modelos disponibles para sensor de temperatura RTD Pt100.
RTD Pt100 conexión clamp sanitaria
El sensor tipo Pt100 es muy frecuentado en la industria alimenticia por su alta precisión y velocidad de respuesta, al mismo tiempo esta industria hace uso de las conexiones tipo clamp. Un Pt100 de conexión sanitaria obedece a los requerimientos de la FDA, sobre la generación de patógenos en cuerdas de conexión, o las leyes sanitarias de cada región.
Sonda PT100
La sonda de temperatura es de las configuraciones más utilizadas en el ramo de los termopares y RTD, ya que ofrece un diseño sencillo y conveniente para la medición de la temperatura en diferentes aplicaciones sencillas. El modelo de Pt100 con sonda incluye un casquillo de Acero Inoxidable personalizable en diámetro y longitud con cable de extensión que puede ser tan corto o largo como la aplicación lo requiera.
Pt100 de respuesta rápida
Para aplicaciones de medición con Pt100 en embobinados de motores su utiliza un RTD con la configuración que se observa en la siguiente imagen, es decir, un sensor con punta expuesta que ofrece la mejor velocidad de respuesta disponible en el mercado. En ocasiones el elemento es protegido con una pequeña capa de aislante termocontractil para prolongar un poco más la vida útil del instrumento.
Disponible en Pt100 clase A y Pt100 clase B con extensión de termoplástico disponible en diferentes longitudes.
Pt100 con imán
La configuración de un Pt100 con imán es una forma alternativa para la medición en superficies planas ferromagnéticas, facilita y asegura el montaje sobre la pieza a medir, este montaje es especialmente útil para la medición en estatores de motores.
Pt100 con bayoneta
Al igual que el termopar tipo J el Pt100 en configuración bayoneta sirve para la instrumentación en cañones e inyectores de resinas de plástico en procesos de inyección y extrusión, sus mediciones son más exactas respecto al termopar asimismo la velocidad de respuesta es más eficiente en el Pt100, es por ello que algunos instrumentistas prefieren su uso respecto al termopar.
RTD Pt100 con cabeza marina
Al igual que los termopares los RTD tipo Pt100 son muy convenientes con rosca de conexión y cabeza marina. La conexión típica de un Pt100 con cabeza marina es de 1/2″ NPT sin embargo, la conexión 3/4″ NPT también es muy frecuente entre otros tipos de cuerda.
La cabeza marina de un Pt100 está disponible en Aluminio y a prueba de explosión Clase 1 División 2 para uso en instrumentación de hidrocarburos, con tamaño perfecto para uso con transmisor de temperatura 4 a 20 mA o block cerámico de conexiones.
En algunas ocasiones la cabeza marina puede reutilizarse, el siguiente modelo es la refacción del modelo anterior.
Existe una versión simplificada de esta misma versión, se trata de un sensor de temperatura sin cabeza marina con extensión de cable de longitud personalizable, se recomienda una extensión de un máximo de 40 metros, disponible con extensión de fibra de vidrio, PVC, termoplástico y otros. La imagen siguiente muestra el sensor Pt100 con rosca NPT y cable de extensión.
Sensor RTD tipo tornillo
El sensor pt100 en forma de tornillo es una versión muy utilizada en la industria en general por la facilidad del montaje a casi cualquier proceso con solo dar vueltas al tornillo de rosca estándar.
