Medición de la temperatura

Sonda de temperatura RTD

Existen multitud de sondas de temperatura RTD diferentes. Las más comunes son las sondas de temperatura RTD con cabeza de terminal o con cable de conexión. Una sonda de temperatura RTD con cabezal de conexión tiene un diseño modular: Se compone del inserto de medición, la vaina, el cabezal de conexión y el zócalo de conexión en su interior, y posiblemente bridas o racores de compresión. Sólo la parte de la sonda de temperatura RTD designada como sensor de temperatura, en la que se monta, se ve directamente afectada por la variable medida. En el caso de las sondas de temperatura RTD con cable de conexión, no es necesario el inserto de medición ni la cabeza terminal. La sonda de temperatura se conecta directamente al cable de conexión y se introduce en la vaina. Para aliviar la tensión, el extremo del termopozo se enrolla o presiona varias veces (clase de protección IP65). El espacio entre la vaina y el sensor de temperatura se suele rellenar con un material térmico conductor para mejorar el contacto térmico con el medio de medición. La temperatura máxima de medición viene determinada principalmente por la resistencia a la temperatura del material de revestimiento y aislamiento del cable de conexión.

¿Cómo se construye un termómetro de resistencia?

Existen multitud de sondas de temperatura RTD diferentes. Las más comunes son las sondas de temperatura RTD con cabeza de terminal o con cable de conexión.

Una sonda de temperatura RTD con cabezal de conexión tiene un diseño modular: Se compone del inserto de medición, la vaina, el cabezal de conexión y el zócalo de conexión en su interior, y posiblemente bridas o racores de compresión. Sólo la parte de la sonda de temperatura RTD designada como sensor de temperatura, en la que se monta, se ve directamente afectada por la variable medida.

En el caso de las sondas de temperatura RTD con cable de conexión, no es necesario el inserto de medición ni la cabeza terminal. La sonda de temperatura se conecta directamente al cable de conexión y se introduce en la vaina. Para aliviar la tensión, el extremo del termopozo se enrolla o presiona varias veces (clase de protección IP65). El espacio entre la vaina y el sensor de temperatura se suele rellenar con un material térmico conductor para mejorar el contacto térmico con el medio de medición. La temperatura máxima de medición viene determinada principalmente por la resistencia a la temperatura del material de revestimiento y aislamiento del cable de conexión.

¿Qué es un inserto de medición?

Los insertos de medición son unidades preparadas que constan de un sensor de temperatura y una base de conexión, por lo que el sensor de temperatura se coloca en un tubo de inserción de 6 u 8 mm de diámetro fabricado en SnBz6 según la norma DIN 17 681 (hasta 300 °C) o en níquel. Se inserta en el tubo de protección propiamente dicho, que suele ser de acero inoxidable.

¿Cómo se pueden conectar los termómetros de resistencia?

La resistencia eléctrica de las sondas de temperatura RTD cambia en función de la temperatura. Para detectar la señal de salida, se mide la caída de tensión provocada por una corriente de medición constante.

Existen 3 tipos de conexión: a dos hilos, a tres hilos y a cuatro hilos.

En la técnica de dos hilos, la electrónica de evaluación y el sensor de temperatura se conectan con un cable de dos hilos. En la técnica de tres hilos, se lleva un cable adicional a un contacto de la sonda de temperatura RTD. De este modo se forman dos circuitos de medición, uno de los cuales se utiliza como referencia. La técnica de cuatro hilos ofrece la posibilidad de conexión más óptima para las sondas de temperatura RTD. El resultado de la medición no se ve afectado por las resistencias de los cables ni por sus fluctuaciones dependientes de la temperatura.

¿Por qué pueden producirse valores medidos incorrectos con la tecnología de dos hilos?

Como cualquier otro conductor eléctrico, la línea entre la sonda de temperatura y la electrónica de evaluación tiene una resistencia que se conecta en serie con el sensor de temperatura. Esto significa que las dos resistencias se suman, lo que da lugar a una lectura de temperatura sistemáticamente más alta. A mayores distancias, la resistencia de la línea puede ascender a varios ohmios y provocar una considerable falsificación del valor medido. Para evitar los problemas de la tecnología de dos hilos descritos anteriormente y poder prescindir de los cables multifilares, se utilizan transmisores de dos hilos: El transmisor convierte la señal del sensor en una señal de corriente normalizada y lineal a la temperatura de 4 ... 20mA. El transmisor también se alimenta a través de los dos cables de conexión, utilizando una corriente de reposo de 4 mA. Debido al punto cero elevado, también se denomina "cero de vida". El transmisor de dos hilos también ofrece la ventaja de reducir significativamente la sensibilidad a las interferencias mediante la amplificación de la señal. Existen dos diseños para la colocación del transmisor. Dado que la distancia de la señal no amplificada debe mantenerse lo más corta posible para reducir la susceptibilidad de la señal a las interferencias, puede montarse directamente en el termómetro en su cabezal de conexión. Sin embargo, esta solución óptima se contradice a veces con las condiciones de diseño o con el hecho de que el transmisor puede ser difícil de alcanzar en caso de avería. En este caso, se utiliza un transmisor para montaje en carril en el armario de distribución. Sin embargo, la ventaja de un mejor acceso se ve compensada por una mayor distancia que debe recorrer la señal no amplificada.

¿Cuál es la ventaja de la tercera línea en la tecnología de tres hilos?

Con el circuito de tres hilos, la resistencia de los conductores puede compensarse tanto en su magnitud como en su dependencia de la temperatura. Sin embargo, los requisitos previos para los tres núcleos son propiedades idénticas y las mismas temperaturas a las que están expuestos. Dado que esto se cumple con suficiente precisión en la mayoría de los casos, la tecnología de tres hilos es la más común hoy en día. La compensación de líneas no es necesaria.

¿Cómo funciona la tecnología de cuatro hilos?

El termómetro recibe la corriente de medición a través de las líneas de alimentación. La caída de tensión en la resistencia de medición se aprovecha a través de los cables de medición. Si la resistencia de entrada de la electrónica posterior es muchas veces mayor que la resistencia de los cables, ésta es insignificante. La caída de tensión así determinada es entonces independiente de las propiedades de las líneas de alimentación.

Las instrucciones de conexión necesarias para la instalación se muestran en el siguiente resumen:

temperature_t1q3