Elementos de película delgada RTD de platino: preguntas frecuentes

P: ¿Cuál es el elemento RTD de platino más común?

R: El Pt100 es el elemento detector de temperatura resistivo (RTD) de platino más común. El valor de la resistencia base para un Pt100 RTD es de 100 Ω a 0 °C (punto de congelación) y están disponibles en versiones de película delgada o de bobina.

P: Los elementos de película delgada de platino se ofrecen en diversos tamaños, ¿cuál elijo?

R: Hay cuatro tamaños estándar disponibles (longitud × anchura × espesor):

• Perfil PTFC: 2.0 mm × 2.3 mm × 1.1 mm
• , Perfil PTFD: 2.0 mm × 5.0 mm × 1.1 mm
• Perfil PTFF: 2.0 mm × 4.0 mm × 1.1 mm
• Perfil PTFM: 1.2 mm × 4.0 mm × 1.1 mm

Por lo general, para un nuevo diseño, recomendaríamos el Perfil PTFC debido a su precio unitario relativamente bajo y su versatilidad para caber en una variedad de carcasas y, así, añadirles valor a sondas y ensamblajes. En función de los requisitos de tu diseño, disponemos de otros tamaños que hacen posible dimensiones de perfil más pequeñas, en las que el tamaño o el tiempo de respuesta son fundamentales. También tenemos opciones para aplicaciones que utilizan un tamaño más grande o requieren más energía. La siguiente tabla ilustra algunas de las características en base al tamaño del elemento.

P: ¿Qué es el coeficiente de autocalentamiento?

R: El coeficiente de autocalentamiento define la cantidad de autocalentamiento o aumento de temperatura en el elemento en función de la cantidad de energía que pasa por él. Este aumento de la temperatura no es ideal, ya que podría ocasionar errores en la medición de la temperatura.

Por ejemplo, el El perfil PTFD tiene un coeficiente de autocalentamiento en el aire que fluye a 1 m/s de 0.33 °C/mW, lo que significa que cada mW de potencia que pase por el dispositivo causará un aumento en la temperatura del elemento de 0.33 °C por encima de la temperatura ambiente.

Una regla general es que los errores de autocalentamiento deben limitarse a no más del 10 % de la precisión deseada. Entonces, por ejemplo, un elemento PTFD con una clase de tolerancia A, tendría una precisión de ±0.15 °C a 0 °C. Por lo tanto, el error de autocalentamiento debe limitarse a 0.015 °C, lo que implicaría que la potencia se limitara a ±0.015 °C/0.33 °C/mW = 0.045 mW.

Dado que la potencia de un elemento resistivo como un RTD es igual a I2R, la I máx. = SQRT (0.045 mW/100 Ω) para un elemento Pt100 o 0.0213 A o 21.3 mA.

P: ¿Qué es TCR y cómo se calcula?

R: El coeficiente térmico de resistencia, también conocido como TCR, es el aumento promedio de la resistencia por K de un RTD hipotético que mide 11 Ω a 0 °C. TCR es similar al alfa (α) que generalmente se asocia con los termistores. TCR es el cambio promedio en la resistencia entre 0 °C y 100 °C y se calcula utilizando la fórmula:

TCR = (R100 – R0)/(R0 * 100) °C

P: ¿Cómo se calcula la resistencia de los elementos de la película delgada Pt a temperaturas distintas de 0 °C?

R: La fórmula de cálculo para un elemento RTD de platino se define en DIN EN 60751 y es la siguiente:

Para T ≥ 0 °C: RT = R0 * (1 + a * T + b * T2)

For T < 0 °C: RT = R0 * [1 + a * T + b * T2 + c * (T – 100 °C) * T3]

Coeficientes: a = 3.9083E-03 b = -5.775E-07 c = -4.183E-12

P: ¿Cuál es la tolerancia térmica a temperaturas distintas de 0 °C?

R: La precisión de estos elementos RTD se define en DIN EN 60751 y sigue las fórmulas que se mencionan a continuación:

Donde |T/°C| es el valor absoluto de la temperatura en °C

P: ¿Cuál es la diferencia entre el cable conductor de níquel recubierto de oro y el cable de plata?

R: Con el cable de níquel recubierto de oro se opera en todo el rango de temperatura hasta 600 °C, mientras que con el cable de plata se opera solo hasta 300 °C. El cable de níquel recubierto de oro se usa típicamente cuando las conexiones al elemento se realizarán mediante soldadura o soldadura fuerte, mientras que el cable de plata es más adecuado para la soldadura blanda.

P: ¿Se pueden usar los elementos fuera del rango de temperatura indicado para cada clase de precisión?

R: Todos los elementos de película delgada de platino se fabrican utilizando los mismos materiales y procesos, pero se prueban y calibran en función de su clase de precisión correspondiente. Eso significa que cada elemento puede operar dentro del rango de –200 °C a +600 °C (para los cables de níquel recubiertos de oro) pero, si el elemento se usa fuera del rango de temperatura de precisión, la precisión calibrada no se garantiza.

Por ejemplo, los elementos de la clase de precisión A (F0.15) se calibran con la precisión definida en DIN EN 60751 en el rango de temperatura de –30 °C a +300 °C. El funcionamiento fuera de ese rango no dañará al elemento, pero podría causar ligeros cambios en la calibración de la pieza y las especificaciones de precisión originales ya no se garantizan.

P: ¿Qué especificaciones se aplican a los elementos de película delgada de platino?

R: La familia de productos de película delgada de platino (PTF) está diseñada y fabricada para cumplir con la especificación DIN EN 60751.

• Las especificaciones IEC 60751 y ASTM E1137 son muy similares. 
• Las especificaciones IEC 60751 y DIN EN 60751 son idénticas.
• La especificación DIN es básicamente la especificación IEC con una portada adicional. 
• La DIN EN 60751 y la ASTM E1137 son muy similares, ya que ambas especificaciones se aplican a la curva de platino del coeficiente de temperatura estándar de 3,850 ppm/K y se basan en la escala de temperatura ITS-90. Una diferencia principal entre las dos especificaciones es la definición de las clases de tolerancia, como se indica a continuación:

Donde |T| es el valor absoluto de la temperatura en °C.

P: ¿Existe la posibilidad de crear un empaque personalizado para el ensamblaje, además del elemento?

A: Sí, TE Connectivity se especializa en sondas y ensamblajes de valor añadido y ofrece una serie de ensamblajes RTD estándares y personalizados que se pueden fabricar para satisfacer las necesidades exactas de un cliente. El ensamblaje puede constar de algo tan simple como una pieza adicional de tubo termorretráctil sobre el elemento y cables de extensión de mayor AWG, hasta ensamblajes totalmente robustos con carcasas de metal, cables de extensión, encapsulantes y conectores. Obtén más información sobre Sondas y ensamblajes RTD.