Termómetros de resistencia (RTD)
La medida con este tipo de instrumentos depende de las características de resistencia eléctrica en función de la temperatura que son propias de los metales con los que se fabrica el elemento sensor.
Son los más simples y exactos, capaces de detectar hasta 0,005 °C y debido a su exactitud y simplicidad estos termómetros se usan como patrones de calibración de otros termómetros. La relación entre el valor de la resistencia eléctrica y el de la temperatura esta dado, para la mayoría de los metales que aumentan su resistencia con la temperatura, por la expresión T4:
(T4)
Donde:
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RT = resistencia en ohmios a la temperatura T a la cual se somete el sensor.
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R0 = resistencia en ohmios a 0 °C.
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T = temperatura en °C
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A1, A2. . . ., An = coeficientes de temperatura de la resistencia que dependen del material.
La forma, como varia la resistencia con la temperatura de algunos materiales termoresistivos se puede apreciar en la siguiente figura T9:
Figura T9. Variación de la resistencia eléctrica con la temperatura
Los metales apropiados para termómetros de resistencia deben tener las siguientes propiedades:
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Un coeficiente térmico de resistencia relativamente elevado para que el instrumento sea suficientemente sensible.
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Alta resistividad, ya que entre mayor sea la resistencia mayor será la variación de esta por la temperatura, luego se obtiene una mayor sensibilidad.
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Una relación estable y continua entre la resistencia y la temperatura.
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Resistencia y ductilidad lo que permite realizar los procesos de estirado y arrollamiento con el fin de obtener tamaños pequeños y por ende mayor velocidad de respuesta
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Estabilidad de las características durante la vida útil del instrumento.
Los metales más empleados son:
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El platino:
- Es el más adecuado por su precisión y estabilidad
- Es muy costoso
- Son suficientes dos constantes en la ecuación (a1 y a2) hasta unos 650°C
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El níquel:
- Más económico
- Resistencia más elevada
- Mayor variación de resistencia por temperatura
- Falta de linealidad
- Variación según lote de fabricación.
- Se usan tres constantes y su relación es notablemente no lineal.
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El cobre:
- Variación de resistencia uniforme
- Estable
- Barato
- Baja resistividad
- Se usan tres constantes, aunque su relación es muy lineal hasta los 120 °C.
La tabla T1 muestra algunas propiedades de los metales comúnmente empleados en la fabricación de termómetros de resistencia:
Tabla T1. Propiedades de los metales utilizados en termómetros de resistencia
