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1) ¿Qué es un PT100?

A PT100 es un platino Rexistencia ttemperatura Ddetector (RTD) cuya resistencia es 100 Ω a 0 °C. Su resistencia aumenta linealmente con la temperatura, proporcionando alta precisión, estabilidad, y baja deriva de −200 °C a +600…850 °C (el rango depende del tipo de elemento). En comparación con los termopares y termistores, los PT100 ofrecen un excelente equilibrio de precisión, repetibilidad, y robustez para aplicaciones industriales y de construcción.

2) Estándares y Curvas Internacionales

  • Estándar primario: CEI 60751/EN 60751

    • Nominal R₀ = 100 Ω a 0 ºC

    • Coeficiente de temperatura α = 0,00385 Ω/Ω/°C (curva europea)

  • Legado/alternativa: α = 0,003916 (curva estadounidense más antigua).

    • El valor predeterminado de Winsen es CEI 60751 (α = 0,00385) a menos que se especifique lo contrario.

Ecuación de Callendar-Van Dusen (IEC 60751):

Para 0…+850 °C:

R(t)=R0(1+ +At+ +Bt2)R(t) = R_0 left(1 + A t + B t^2 right)

Para −200…0°C:

R(t)=R0[1+ +At+ +Bt2+ +do(t-100)t3]R(t) = R_0 left[1 + A t + B t^2 + C(t-100)t^3 right]

con constantes:

A=3.9083×10-3,B=-5.775×10-7,do=-4.183×10-12A = 3,9083times10^{-3},quad B = -5,775times10^{-7},quad C = -4,183times10^{-12}

Puntos de referencia (α = 0,00385):

  • 0 °C → 100,00 Ω

  • 100°C → ≈ 138,51 Ω

  • −100°C → ≈ 60,26 Ω

3) Clases de tolerancia (intercambiabilidad)

Por CEI 60751 (límites típicos de error a temperatura t en °C):

Clase Tolerancia (°C) Notas
Automóvil club británico ±(0,10 + 0,0017|t|) Precisión estándar más alta; alcance más corto
A ±(0,15 + 0,002|t|) Alta precisión, común en proceso/LAB
B ±(0,30 + 0,005|t|) Rentable, robusto
do ±(0,60 + 0,010|t|) Propósito general/gama más amplia

Ejemplo: En 100ºC, Clase A ≈ ±(0,15 + 0,2) = ±0,35°C; Clase B ≈ ±0,80 °C.

4) Tipos de elementos y rangos de operación

Elemento Construcción Rango típico Ventajas Consideraciones
alambre enrollado Alambre de platino sobre núcleo de cerámica/vidrio. −200…+600/850°C Best stability & high-temp range Ligeramente más grande, mayor costo
Película delgada (chip) Pt pulverizado sobre sustrato cerámico −50…+150/200 °C Compacto, respuesta rápida, económico Alcance más estrecho, ligeramente más deriva

5) Métodos de cableado: 2, 3, 4 cables

Método Descripción Impacto en la precisión Uso típico
2 hilos Sensor en serie con dos cables. La resistencia del plomo añade error Clientes potenciales cortos, HVAC de bajo costo
3 hilos Agrega una tercera pista a compensar resistencias de plomo iguales Estándar de la industria para cableado de campo Entradas PLC/DCS; precisión moderada
4 hilos (Kelvin) Separar pares de corriente y sentido Mejor exactitud; independiente del plomo Laboratorios, transferencia de custodia, plataformas de calibración.

6) Electrical Excitation & Self-Heating

  • Usar corriente constante excitación (típ. 00,1–1,0 mA) o puente ratiométrico.

  • Autocalentamiento: ∆T ≈ P × (K/W) dónde P = I²R.

    • Coeficientes típicos de autocalentamiento: 00,05–0,4 K/mW (depende del medio y del caudal).

  • Minimizar error por: baja corriente de excitación, pulsado/ciclo de trabajo medición y buen acoplamiento térmico al medio.

7) Response Time & Mechanics

  • Tiempo de respuesta (t₀.₉): función de diámetro de la vaina, velocidad del flujo, y instalación.

    • Ejemplo: una punta de 3 mm en agua en movimiento puede alcanzar t₀.₉ ≈ 3–8 s; en aire tranquilo mucho más tiempo.

  • Materiales de la funda: SS304/316L, Incomparar, Recubierto de PTFE para corrosivos.

  • Diámetros de sonda: 3mm/4,5mm/6mm/8mm común.

  • Protección de ingreso: arriba a IP65–IP68 con encapsulado y prensaestopas adecuados.

8) Tabla de resistencia típica de PT100 (α = 0,00385)

°C Oh °C Oh °C Oh
−50 80.31 0 100.00 50 119,40
−25 90.19 25 109,73 75 129.07
−10 95,48 40 115,54 100 138,51

(Indicativo; use ecuaciones CVD para cálculos precisos o solicite tablas de consulta de Winsen).

9) PT100 frente a termopar frente a termistor

Atributo PT100 (RTD) Termopar (p. ej., tipo K) Termistor NTC
Exactitud Alto (Clase A/B) Moderado (necesita CJC) Alto cerca del punto de ajuste
Estabilidad/deriva Excelente Bueno-moderado Moderado (envejecimiento)
Rango −200…+600/850°C Hasta 1200–1300 °C Estrecho (−40…+150 °C típico)
Linealidad Bien Justo No lineal (empinado)
Nivel de señal 0–300 Ω (necesita acondicionamiento) Nivel μV (necesita amp/CJC) kΩ–Ω (divisor simple)
Alambrado 2/3/4 hilos Aleaciones especiales de 2 hilos. 2 hilos
Mejor para Precisión, estabilidad Alta temperatura, resistente Costo, detección local rápida

10) Transmitters & Interfaces

  • Transmisores de cabezal/carril: Convertir PT100 a 4–20 mA (bucle de 2 hilos), 0–10 voltios, o digital (HART/Modbus/IO-Link).

  • Directo a PLC: Muchas tarjetas PLC/DCS AI aceptan PT100 de 3/4 hilos con linealización por CEI 60751.

  • Opciones de Winsen: Sondas compactas con integrado 4–20 mA o RS-485/Modbus RTU, intervalo configurable (p. ej., −50…+150 °C, 0…+200 °C).

11) Mejores prácticas de instalación

  • Duración de la inmersión: ≥ 10× diámetro de sonda (o 5x con diseños sensibles a la punta) para reducir el error de conducción del vástago.

  • Termopozos: Usar para presión/corrosivo medios y fácil mantenimiento; seleccionar por ASME PTC 19.3 frecuencia de estela cuando corresponda.

  • Compuesto térmico: Aplicar en pozos secos/bloques y sensores de superficie para mejorar el acoplamiento.

  • Enrutamiento de cables: Pares trenzados blindados; evite fuentes VFD/EMI; escudo de unión en un extremo.

  • Sellado ambiental: Elegir IP67+ para lavado; Alivio de tensión/encapsulado para evitar el ingreso de humedad.

12) Calibration & Verification

  • Verificación de campo: baño de hielo a 0 °C (agua destilada + hielo picado; asegurarse de que no haya película de agua flotante).

  • Calibración de laboratorio: Pozo seco o baño fluido en 2-3 puntos (p. ej., 0 °C, 100 °C, escala media), trazable a SU-90.

  • Documentación: Registro tal como se encontró/como se dejó, corriente de bucle en puntos, condiciones ambientales y números de serie de sondas.

  • Intervalos: 6 a 24 meses dependiendo de la criticidad y el entorno.

13) Common Sources of Error & Mitigation

  • Resistencia del plomo: Usar 3 o 4 hilos; Haga coincidir los cables en sistemas de 3 cables.

  • Autocalentamiento: Corriente de excitación más baja; asegurar el flujo alrededor de la punta.

  • Conducción del tallo: Aumentar la profundidad de inmersión; Utilice puntas con resorte en los termopozos.

  • Entrada de humedad: Conjuntos con clasificación IP, transiciones encapsuladas, prensaestopas adecuados.

  • EMI/bucles de tierra: Puesta a tierra de un solo punto, cable blindado, transmisores aislados.

  • Estrés mecánico: Evite curvas cerradas; utilizar protectores de tensión; Seleccione un cable flexible con aislamiento mineral (MI) cuando sea necesario.

14) Guía de selección

  1. Rango de temperatura (por ejemplo, −50…+150 °C; −200…+400 °C).

  2. Clase de tolerancia (A/A/B) y tipo de elemento (bobinado de alambre versus película delgada).

  3. Alambrado (2/3/4 hilos) y tipo/longitud de cable (PVC, PTFE, silicona, trenzado).

  4. Mecánico: funda material (316L/Inconel), diámetro (3/6/8 mm), longitud, conexión de proceso (NPT/G/BSP, tri-clamp sanitario, bayoneta).

  5. Calificación de ingreso (IP65–IP68) y vibración requisitos.

  6. Transmisor (ninguno / 4–20 mA / 0–10 V / RS-485 Modbus / IO-Link), fuerza y escalado de salida.

  7. Cumplimiento (RoHS, REACH, CE/UKCA; FDA/3-A para sanitarios).

  8. Documentación (certificado de cal, certificados de materiales, diagrama de cableado, protocolo).

15) Ejemplo resuelto (verificación de 100 °C)

Usando IEC 60751, R(100°C) para PT100 (α=0,00385):

R(100)=100×(1+ +A⋅100+ +B⋅1002)≈100×(1+ +0.39083-0.005775)≈138,51 OhR(100) = 100 times (1 + Acdot100 + Bcdot100^2) approx 100 times (1 + 0.39083 – 0.005775) approx mathbf{138.51 Omega}

Si su lectura muestra 138,0 ohmios en un baño verdadero de 100 °C, el error indicado es ≈ −0,51 Ω → ≈ −0,37°C cerca de 100 °C (usando pendiente local ≈ 0,385 Ω/°C).

16) Preguntas frecuentes

P1: ¿Puedo sustituir un PT100 por un PT1000?
A: PT1000 (1000 Ω a 0 °C) reduce el error de cable en sistemas de 2 cables. Asegúrese de que su instrumento sea compatible PT1000 escalamiento y coeficientes CVD.

P2: ¿Qué corriente de excitación debo usar?
A: 00,1–1,0 mA es típico. Una corriente más alta mejora la SNR pero aumenta autocalentamiento—equilibrio para su medio y flujo.

P3: ¿Cómo conecto un PT100 de 3 cables?
A: Dos cables a un lado del elemento y uno al otro. El instrumento mide y compensa el promedio de los dos cables del mismo lado (se supone la misma resistencia).

P4: ¿Necesito un termopozo?
A: Utilice termopozos para presión, flujo, corrosivos o eliminación frecuente. La inmersión directa produce una respuesta más rápida si las condiciones lo permiten.

P5: ¿Con qué frecuencia debo calibrar?
A: 6 a 24 meses basado en la criticidad y el medio ambiente. Los procesos, auditorías o regímenes regulatorios de alto valor pueden requerir anual o semestral cheques.

Contacto Winsen

Cuéntanos tu rango de temperatura, clase, cableado, interfaz mecánica y tipo de salida. Nuestros ingenieros propondrán un solución PT100 con dibujos, hojas de datos y plazos de entrega que coincidan con el cronograma de su proyecto.

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