SENSOR Pt100

SENSOR Pt100

Pt100 es el tipo más común de RTD (detector de temperatura por resistencia). La característica más importante de los elementos Pt100 es que están fabricados con platino con una resistencia eléctrica de 100 ohmios a una temperatura de 0 °C.

Las sondas de temperatura PT100 están diseñadas para medir la temperatura en entornos húmedos o directamente sumergidos en líquidos.

Son IP68, clase A y la señal de medición se da en un cable de PVC de 4 conductores con trenza de acero inoxidable para una alta precisión de medición. Constan de un cuerpo de acero inoxidable 316L con un diámetro de 6 mm. El rango de medición de la temperatura es de -50 °C a +90 °C. La longitud del cable (CABLE PT100), montado en la sonda, puede adaptarse según las necesidades.

El PT100 es un sensor de temperatura que a 0 °C tiene 100 ohm y que al aumentar la temperatura aumenta su resistencia eléctrica. Este sensor PT100 es el corazón sensible a la temperatura de cualquier termómetro de resistencia. Aparte de la forma de montaje, son sus características las que básicamente determinan las propiedades técnicas de medida del sensor.

El incremento de la resistencia de la PT100 no es lineal, pero si creciente y característico del platino de tal forma que mediante tablas es posible encontrar la temperatura exacta a la que corresponde. Normalmente las sondas PT100 industriales se fabrican encapsuladas en la misma forma que los termopares, es decir dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (vaina).

En un extremo está el elemento sensible (Sensor RTD) y en el otro está el terminal eléctrico de los cables protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal).

CARACTERÍSTICAS DE SENSORES PT100

El PT100 es un sensor de temperatura que a 0 °C tiene 100 ohm y que al aumentar la temperatura incrementa su resistencia eléctrica. El sensor PT100 es la parte sensible a la temperatura de cualquier termómetro de resistencia. Las propiedades técnicas de medida del sensor la determinar la forma de montaje y sus características.

El aumento de la resistencia del PT100 no es lineal, sino que aumenta lo cual es una característica del platino por lo que a través de las tablas es posible encontrar la temperatura exacta que le corresponde. Por lo general, los sensores industriales PT100 se fabrican encapsulados de la misma manera que un termopar, es decir, dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (vaina).

En un extremo se encuentra el elemento sensible (sensor RTD) y en el otro extremo se encuentra el electrodo de cable blindado dentro de una caja circular de aluminio (terminal).

CONSTRUCCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE UN SENSOR PT100

Dependiendo de la estructura, la carcasa del PT100 tiene la forma de un cable o cinta de platino sensible a la temperatura encerrado en un cuerpo de cerámica o vidrio, o en una capa delgada sobre una placa de porcelana. Los terminales del elemento de medición están fijados a la resistencia activa para evitar vibraciones. En el caso de varios módulos PT100, las bobinas correspondientes se identifican por las diferentes longitudes de los pares de terminales. El principio de funcionamiento del PT100 es cambiar su resistencia, que varía según la temperatura a la que se expone. Como elemento de extensión, el PT100 recoge las temperaturas medias actuales en toda su longitud.

Dependiendo de la forma de construcción, la parte bobinada de las PT100 en forma de hilo o cinta de platino, sensible a la temperatura, va encapsulada en un cuerpo cerámico o de vidrio, o bien se encuentra como fina capa sobre una plaquita cerámica. Los terminales del elemento de medida están unidos a la parte resistiva activa de forma que resistan a las vibraciones. En el caso de las PT100 múltiples, las bobinas respectivas se identifican por el diferente largo de los pares de terminales. El principio activo de las PT100 es la modificación de su resistencia eléctrica, que varía según la temperatura a la que son sometidas. Como elemento extendido, la PT100 recoge el valor medio de la temperatura existente a toda su longitud.

NORMAS

Todos los sensores PT100 suministrados y ensamblados por UMI cumplen con los valores básicos y las desviaciones permitidas del estándar DIN IEC 751. El valor DIN se aplica al valor nominal de 100 ohmios. La estabilidad de temperatura de PT100 en relación con sus valores medidos también cumple o supera los requisitos de DIN IEC.

Todas las PT100 de platino suministradas y montadas por SRC cumplen con los valores básicos y las desviaciones admitidas de la norma DIN IEC 751. Los valores DIN rigen para un valor nominal de 100 Ohm.

La estabilidad de temperatura de la PT100 con respecto a sus valores medidos asimismo cumple o excede las exigencias DIN IEC.

SONDAS PT100 – TIPOS Y MONTAJES

Para una medición de temperatura segura con un sensor PT100, es fundamental que sus propiedades mecánicas y metrológicas (tamaño, forma, resistencia a vibraciones, rango de temperatura, tiempo de respuesta, resistencia de aislamiento, etc.) sean apropiadas para la clase de medida y las condiciones del lugar de aplicación

La mayoría de los modelos estándar incluyen un tubo de protección de metal de acero inoxidable donde se ubica el sensor y tiene una salida con un cable, conector o terminal. Además del rango de temperatura PT100, la instalación define el rango de temperatura de la sonda PT100.

Además de la necesidad de elegir el modelo de PT100 correcto, la instalación donde desea medir también es de particular importancia. Esto requiere un alto nivel de conocimiento, por lo que recomendamos el asesoramiento de nuestro técnico de aplicaciones.

Para obtener una medida de temperatura segura con PT100 de platino, es necesario que sus características mecánicas y técnicas de medida (Tamaño, forma, resistencia a vibraciones, rango de temperatura, tiempo de respuesta, resistencia al aislamiento, etc.) sean las adecuadas para la clase de medida y las condiciones del lugar de aplicación. Los modelos más estándar están formados por un tubo de protección metálico en inoxidable, en el cual se coloca el sensor y tiene una salida mediante cable, conector o cabezal.

Aparte del rango de temperatura del PT100, el montaje determinara el rango de temperatura de la sonda PT100.

Aparte de la necesidad de seleccionar el modelo de PT100 adecuado, es de especial importancia el montaje en el lugar donde se quiera medir. Ello requiere un alto grado de conocimiento, por lo que les aconsejamos el asesoramiento de nuestro técnico en aplicaciones.

VENTAJAS DE LAS SONDAS PT100

Los PT100, que son un poco más caros y mecánicamente menos rígidos que los termopares, los superan, especialmente en aplicaciones de temperatura más baja. (-100 a 200 grados). El sensor PT100 puede proporcionar fácilmente una precisión de una décima de grado con la ventaja de que el PT100 no falla gradualmente con una lectura falsa, sino que se abre normalmente, luego el medidor detecta inmediatamente el error del sensor y emite una advertencia.

Este comportamiento es una gran ventaja en todo tipo de dispositivos donde las desviaciones de temperatura no detectadas pueden causar daños severos. Además, el sensor PT100 se puede ubicar a cierta distancia del medidor sin mucha dificultad utilizando un cable de cobre común como accesorio. Dependerá del tipo de conexión para reducir la pérdida de señal, te las mostramos a continuación.

Las PT100 siendo levemente más costosos y mecánicamente no tan rígidos como los termopares, los superan especialmente en aplicaciones de bajas temperaturas. (-100 a 200 °). Los sensores PT100 pueden fácilmente entregar precisiones de una décima de grado con la ventaja que la PT100 no se descompone gradualmente entregando lecturas erróneas, si no que normalmente se abre, con lo cual el dispositivo medidor detecta inmediatamente fallo del sensor y da aviso.

Este comportamiento es una gran ventaja en todo tipo de dispositivos donde una desviación no detectada de la temperatura podría producir algún daño grave. Además, la PT100 puede ser colocada a cierta distancia del medidor sin mayor problema utilizando cable de cobre convencional para hacer la extensión. Dependerá del tipo de conexión para minimizar las pérdidas de señal, a continuación, se los mostramos.

PRECAUCIONES

Es frecuente en ambientes muy húmedos que los cables e se deterioren y se produzca un paso de corriente entre ellos a través de humedad condensada. Aunque mínima, esta corriente “fugada” hará aparecer en el lector una temperatura menor que la real. Estas fugas también pueden ocurrir en óxido, humedad o polvo que cubre los terminales.

Por la descripción hecha de los métodos de medición, queda claro que a diferencia de los termopares, no es posible conectar 2 unidades lectoras a un mismo Pt100 pues cada una suministra su corriente de excitación.

En el momento de adquirir un sensor Pt100 se debe tener presente que existen distintas calidades y precios para el elemento sensor que va en el extremo del sensor Pt100. Los de mejor calidad están hechos con un verdadero alambre de platino, en tanto que existen algunos sensores económicos hechos en base a una pintura conductora sobre un substrato de alúmina (cerámica) Estos últimos son menos precisos.

En general no se debe montar un Pt100 en lugares sometidos a mucha vibración pues es probable que se fracture.

TIPOS DE PT100

PT100 – Conexionado

Los elementos Pt100 de alambre enrollado constan de una longitud de alambre de platino enrollado alrededor de un núcleo de cerámica o de vidrio (material aislante). En la figura T12 se muestra un esquema de la parte interna de un termómetro de resistencia de platino.

Un Pt100 es un sensor de temperatura que consiste en un alambre de platino que a una temperatura de 0 °C posee un valor de resistencia de 100 (ohms), la resistencia eléctrica varia con la temperatura, un Pt100 es un tipo de RTD (dispositivo termo resistivo), en la figura T10 se muestra un sensor Pt100 industrial.

El incremento de la resistencia eléctrica ante cambios de temperatura no es lineal, pero si creciente y característico del platino, de tal forma que mediante tablas es posible encontrar la temperatura exacta, en la figura T11 se muestra la curva característica de los Pt100.

PT100 2 hilos

El modo más sencillo de conexión (pero menos recomendado) es con solo dos cables. Este solo se recomienda para medición máximo a 10 metros del regulador de temperatura ya que a partir de ahí el sensor pt100 puede tener pérdidas de señal.

PT100 3 hilos

El modo de conexión de 3 hilos es el más común y más utilizado para procesos industriales resuelve bien el problema de error generado por los cables. El único requisito es que los tres cables tengan la misma resistencia eléctrica pues el sistema de medición se basa (casi siempre) en el “puente de Wheatstone”. Por supuesto el lector de temperatura debe ser para este tipo de conexión. La mayoría de los equipos industriales vienen preparados para conexión 3 hilos.

PT100 4 hilos

El método de 4 hilos es el más preciso de todos y se usa para laboratorio. Los 4 cables pueden ser distintos (distinta resistencia) pero el instrumento lector es más costoso.

CONTROLADOR DE TEMPERATURA DIGITAL CON ALARMA/REGISTRADOR L300 PARA TERMOPAR O PT100

El controlador de temperatura L300 disponible en versión Termopar o Pt100 se puede conectar a un PC para proporcionar una supervisión precisa permitiendo configurar alarmas y controlar la activación/desactivación de elementos en hasta 8 zonas simultáneamente. También se puede utilizar como instrumento independiente sin necesidad de un PC.

El equipo dispone de una función de auto calibración que está incorporada en las dos versiones, lo que permite realizar de forma rápida y cómoda calibraciones in situ.

La serie L300 está diseñada para proporcionar una estabilidad excepcional con alta resolución de medición y representa un equipo ideal para realizar mediciones tanto en planta como en laboratorio.

El software suministrado con el controlador permite funciones de configuración, registro, medición, gráficos, alarmas, configuración de relés y calibración a través de un PC.

¿CON CUÁNTA PRECISIÓN PUEDO MEDIR LA TEMPERATURA USANDO UN TERMOPAR O TERMORRESISTENCIA ESTÁNDAR?

Las tolerancias según especificadas en las normas internacionales son típicamente de ±2,5°C para los termopares populares y de ±0,5°C para las RTD.

En caso de necesidad especial, los fabricantes pueden suministrar sensores de mayor precisión, del orden de ±0,5°C para termopar tipo T y de ±0,2°C para las RTD. Todos estos valores son aproximativos y dependen de la temperatura medida. La termorresistencia de 4 hilos es el elemento más preciso y con mayor estabilidad.

¿ES UN SENSOR CON CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN MÁS PRECISO QUE UNO SIN CALIBRAR?

La precisión de los sensores no depende de la calibración. Sin embargo, si dispone de un certificado de calibración podrá conocer la deriva del sensor en comparación con un sensor de referencia y, si es necesario, compensarla para obtener una mejor precisión de medición.

¿CUÁNTO TIEMPO DURARÁ MI SENSOR EN EL PROCESO?

No se puede decir, pero en algunos casos se puede hacer una estimación basándose en el tipo de sensor, la construcción, el entorno y las condiciones de trabajo.

¿SE PUEDE USAR UNA PT100 DE 3 HILOS EN UN SISTEMA PREVISTO PARA UNA PT100 DE 4 HILOS?

No, cada sistema lleva su propio sistema de compensación donde la longitud del cable y las variaciones de temperatura ambiente entran en juego.

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Lugares donde Adquirir SENSOR Pt100

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