ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE ING. DE MANTENIMIENTO ASIGNATURA: INSTRUMENTACIÓN TEMA : TERMÓMETROS DE RESISTENCIA INTEGRANTES: DIEGO PIÑALOZA DENNIS ASTUDILLO OLGER MAYORGA FAUSTO CHAVEZ EDWIN SILVA
OBJETIVOS: 1. Entender el funcionamiento de los termómetros de resistencia. 2. Observar cómo la resistencia eléctrica varía con la temperatura de dos formas diferentes.
MARCO TEORICO La medida de temperatura utilizando sondas de resistencia depende de las características de resistencia en función de la temperatura que son propias del elemento de detección. El elemento consiste usualmente en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado bobinado entre capas de material aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o de cerámica.
El material que conforma el conductor se caracteriza por el llamado “coeficiente de temperatura de resistencia” que expresa a una temperatura especificada, la variación de la resistencia en ohmios del conductor por cada grado que cambia su temperatura .
Materiales Los materiales que conforman el conductor de la resistencia, deben tener las siguientes características. Alto coeficiente de temperatura de la resistencia Alta resistividad, mayor sensibilidad Características de la vida útil del material Buena relación lineal, resistencia, temperatura. Aquí su relación:
Como la relación resistencia-temperatura no es lineal, la ecuación general, según IEC751, pasa a. valida de – 200 °C a °C, y : valida de 0 °C a 850 °C; y A B C son coeficientes de temperatura de la resistencia de valores .
Los materiales que se usan comúnmente en las sondas de resistencia son el Platino y el Níquel, frecuentemente el cobre: Metal Intervalo útil De temperatura en °C Costo relativo Resis . sonda a 0 °C, ohmios Precisión °C Platino Níquel Cobre -200 a 950 -150 a 300 -200 a 120 Alto Medio Bajo 25,100,130 100 10 0.01 0.50 0.10
CARACTERISTICAS El platino tiene buena precisión y estabilidad, su inconveniente es su alto costo. En general en la industria el platino tiene una resistencia de 100 ohmios a 0 °C. El níquel tiene la ventaja de un menor costo que el platino, pero posee una resistencia elevada con mayor variación por grado y su coeficiente de resistencia varía según sus fabricantes. El cobre es estable y barato, igual que el níquel su desventaja es su baja resistividad.
MEDICION La forma mas usual de medición de temperatura en el proceso mediante sondas de resistencia , es hacer pasar una corriente por la sonda , lo que da lugar a una caída de tensión, se disipa el calor en la sonda y aumenta su resistencia. Las sondas de resistencia se conectan a un puente de Wheatstone convencionales o a otros circuitos digitales.
PUENTE DE WHEATSTONE Un puente de Wheatstone se utiliza para medir resistencia desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida. Esta dispuesto en montajes denominados de dos tres y cuatro hilos según sea la conexión de la sonda.
La unión entre termómetro de resistencia y aparato de medición tiene lugar generalmente en una conexión de 2 hilos (valor y variación de la impedancia del cable se reflejan en la medición). Para una medición de mayor precisión se utilizan conexiones de 3 hilos, para mediciones de alta precisión, de 4 hilos con corriente constante y toma de tensión de alta impedancia .
La medición automática clásica de la resistencia de la temperatura se lleva a cabo mediante instrumentos auto equilibrados que utilizan un circuito puente de WHEATSTONE o bien un puente de capacidades.