Preguntas frecuentes sobre los elementos de película delgada RTD de platino

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 del PTFC: 2.0 x 2.3 x 1.1 mm
• Perfil del PTFD: 2.0 x 5.0 x 1.1 mm
• Perfil del PTFF: 2.0 x 4.0 x 1.1 mm
• Perfil del PTFM: 1.2 x 4.0 x 1.1 mm

Por lo general, para un nuevo diseño, recomendamos el perfil PTFC debido a su precio unitario relativamente bajo y su versatilidad para caber en una variedad de carcasas y, así, añadirle valor a sondas y ensambles. 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 deautocalentamiento 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 perfil del 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. Por ejemplo, un elemento PTFD con clase de tolerancia Clase A tiene una precisión de ±0.15 °C a 0 °C. Por lo tanto, el error por autocalentamiento debe limitarse a 0.015 °C, lo que implica que la potencia debe limitarse 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 resistencia por kelvin de un RTD hipotético que mide 11 Ω a 0 °C. El TCR es similar a alfa (α), que por lo general 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)

Para 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: El alambre de níquel recubierto de oro (Au) funciona en todo el rango de temperatura hasta 600 °C, mientras que el alambre de plata (Ag) se limita a 300 °C. El alambre de Ni con recubrimiento de Au se usa cuando las conexiones al elemento se realizan mediante soldadura o soldadura dura, mientras que el alambre de Ag resulta más adecuado para 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 con clase de precisión Clase A (F0.15) se calibran conforme a lo definido en DIN EN 60751 en un rango de temperatura de −30 °C a +300 °C. Si se opera el elemento fuera de ese rango, no se daña, pero pueden presentarse ligeros desplazamientos en la calibración y no se garantiza la precisión original.

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, en esencia, 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 3850 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 ensamble, además del elemento?

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