▷ RTD

En este artículo se explica qué son los RTDs y para qué sirven. Así pues, encontrarás cómo funciona un RTD, cuáles son los diferentes tipos de RTDs y cuáles son las ventajas y las desventajas de estos dispositivos.

Índice

¿Qué es un RTD?

Un RTD (siglas que provienen del nombre inglés Resistance Temperature Detector) es un sensor de temperatura resistivo, es decir, un RTD es un elemento electrónico capaz de detectar una temperatura en base a la variación de la resistencia de un conductor.

En general, los RTDs consisten en un trozo de alambre fino enrollado alrededor de un núcleo de cerámica o vidrio resistente al calor. El cable del RTD es un metal puro, normalmente platino (Pt), níquel (Ni) o cobre (Cu).

El funcionamiento del RTD se basa en la relación entre la temperatura y la resistencia que ejerce el metal del cable, ya que cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la resistencia eléctrica. Al calentar un metal se produce una mayor agitación térmica, lo que provoca que los electrones se dispersen más y por tanto vayan más lentos, en consecuencia, la resistencia es mayor.

En el entorno industrial, especialmente en aplicaciones bajo los 600ºC, los RTDs están reemplazando las termocuplas porque tienen una mejor precisión y repetibilidad.

Tipos de RTD

Según el material con el que está fabricado el RTD, principalmente existen tres tipos de RTD. Así pues, los tipos de RTD son:

RTD de platino: son los más resistentes a la corrosión, suelen durar más y pueden realizar mediciones en un gran amplio de temperaturas (desde -200ºC hasta 850ºC). De hecho, son los más utilizados en el sector industrial.
RTD de níquel: tienen una buena resistencia a la corrosión y son más económicos que los RTDs de platino, pero su durabilidad es más corta y además el rango de medición es más estrecho (desde -80ºC hasta 260ºC).
RTD de cobre: son muy económicos, no obstante, el cobre se oxida a temperaturas altas por lo que no es idóneo en algunos casos. El rango de medición de este tipo de RTD va desde -200ºC hasta 260ºC.

Fórmula del RTD

La variación de la resistencia de un RTD puede expresarse en función de la variación de la temperatura mediante una ecuación sencilla, ya que la variación es prácticamente lineal.

En concreto, la fórmula de la variación de la resistencia de un RTD es la siguiente:

$R(T)=R_0\bigl[1+\alpha\cdot \Delta T \bigr]$

Donde:

$R(T)$ es la resistencia en la temperatura T.
$R_0$ es la resistencia en la temperatura de referencia T₀.
$\alpha$ es el coeficiente de temperatura del material.
$\Delta T=T-T_0$ es la variación de la temperatura.

No obstante, esto es solo una aproximación, si necesitas hacer cálculos precisos puedes pedir la ecuación que describe el funcionamiento del RTD al fabricante.

Relación de resistencia

La relación de resistencia de un RTD es una característica significativa de los metales utilizados como elementos resistivos, por lo que se usa para comparar diferentes RTDs.

En concreto, la relación de resistencia es el coeficiente que describe la pendiente media de la gráfica entre la resistencia y la temperatura del RTD en el rango entre 0 y 100°C.

Así pues, la relación de resistencia se calcula mediante la siguiente fórmula:

$\alpha=\cfrac{R_{100}-R_0}{100\cdot R_0}$

Donde:

$\alpha$ es la relación de resistencia de RTD (o coeficiente de temperatura).
$R_{100}$ es la resistencia del RTD a 100ºC.
$R_0$ es la resistencia del RTD a 0ºC.

Las unidades de la relación de resistencia son Ω/(Ω·°C).

Ventajas y desventajas de los RTD

Ventajas de los RTDs:

Los RTDs son sensores precisos en comparación con otros detectores resistivos de temperatura.
En general, son estables en el tiempo, por lo que duran bastante.
El rango de temperaturas que pueden medir es amplio.
Los RTDs son especialmente útiles para aplicaciones industriales que requieren una alta precisión.

Desventajas de los RTDs:

Difícilmente se puede utilizar un RTD por una temperatura superior a los 600ºC.
Los RTDs son menos sensibles a pequeños cambios de temperatura que otros sensores.
Además, el tiempo de respuesta de los RTDs es más lento que el de otros sensores.

RTD y termistor

Los termistores son unos sensores de temperatura cuyo funcionamiento se parece al del RTD, por lo que en este apartado veremos en qué se diferencian.

El rango de temperaturas que puede medir con precisión un RTD es más amplio que el de un termistor, ya que los termistores pueden medir hasta aproximadamente 130ºC.

No obstante, los termistores son más económicos que los RTD y, además, su tiempo de respuesta es mucho más rápido.

En definitiva, la principal diferencia ente los RTDs y los termistores es el rango de temperaturas que pueden medir y el material con el que se fabrican.

➤ Ver: Termistor