Els sensors són els dispositius que fan servir equips electrònics, elèctrics i mecànics per interactuar amb l’entorn extern. S’utilitzen per mesurar diversos tipus de fenòmens físics, com ara tensions, corrent, acceleració, etc. Els sensors fan servir diversos principis per mesurar aquestes magnituds físiques. Com l’efecte piezoelèctric s’utilitza per mesurar la tensió i el corrent, l’efecte Hall s’utilitza per mesurar la densitat magnètica, etc. Aquest sensor substitueix ràpidament els termoparells.
Què és un sensor RTD?
El terme RTD significa Resistance Temperature Detector (Detector de temperatura de resistència). Aquest sensor també es coneix com termòmetre de resistència. Aquest sensor s’utilitza per mesurar la temperatura.
Normalment, estan disponibles en forma de filferro fi de níquel o coure de platí, embolicat al voltant d’un nucli de ceràmica o vidre. Aquest sensor utilitza la relació temperatura / resistència del fil per mesurar la temperatura.
Utilitzant la relació de resistència de temperatura Vs es pot trobar la quantitat de canvi que ha passat al valor de resistència del sensor, per a un canvi de grau en la temperatura. El metall platí té una relació resistència-temperatura estable en un ampli rang de temperatura.
Per al níquel, la quantitat de canvi de resistència a causa del canvi de temperatura es torna no lineal, a una temperatura superior a 3000C. Segons el seu comportament, a diferents rangs de temperatura, es trien materials per fabricar el fil prim, que s’utilitza en RTD.
El RTD es pot construir en diferents formes i, en alguns casos, són millors que els termoparells per obtenir estabilitat, precisió i repetibilitat. L'RTD requereix una font d'energia per funcionar. A diferència del termoparell que utilitza l’efecte Seebeck per generar una tensió, l’RTD fa ús de la resistència elèctrica.
Principi de funcionament
El funcionament del sensor RTD es basa en la relació resistència-temperatura del material utilitzat per a la seva construcció. Es mesura la quantitat de canvi vist en el valor de resistència del material causat per l'augment de la temperatura per grau i el sensor es calibra en conseqüència.
Sensor RTD
L’element resistiu és fràgil, sempre requereix aïllament. Els cables de l'aïllador estan units a l'element. Per a temperatures inferiors a 250oS’utilitzen aïllants C com el cautxú de silici i el PVC. Un aliatge metàl·lic químicament inert a la temperatura s’utilitza com a funda protectora per allotjar el punt de mesura i els cables.
A partir de la temperatura de 00C fins a un valor de temperatura en què el canvi és lineal, es considera el rang de temperatura del sensor. Això depèn del material del fil utilitzat al sensor. Per al platí s'utilitza el rang és de fins a 6600C. El níquel és adequat per a temperatures inferiors a 3000C.
Aproximació lineal de la relació resistència-temperatura dels metalls entre 00C i 1000C es considera com les característiques significatives del metall que s’utilitza com a filferro al sensor.
El coeficient de resistència de la temperatura es dóna com a
α = (R100–R0) / (1000C.R0)
On R0i R100són la resistència del sensor a temperatura 00C i 1000C respectivament.
Aplicacions de l'RTD
- El sensor RTD s’utilitza en automoció per mesurar la temperatura del motor, un sensor de nivell d’oli i sensors de temperatura de l’aire d’entrada. En comunicació i instrumentació per detectar la sobre temperatura de amplificadors , guany de transistor estabilitzadors , Etc ...
- L’RTD s’utilitza en electrònica de potència, informàtica, electrònica de consum, manipulació i processament d’aliments, electrònica industrial, electrònica mèdica, militar i aeroespacial.
Exemples de RTD
Alguns dels exemples de sensor RTD són el sensor de refrigerant, la temperatura de l'oli de transmissió. sensors de temperatura d'aire d'entrada, detectors d'incendis, etc.
A causa de la seva precisió i estabilitat, RTD sensors s'estan substituint ràpidament termoparells en aplicacions industrials. La RTD pot donar valors de precisió més alts. La RTD pot ser estable durant molts anys en comparació amb la termoparell , que es manté estable només durant unes hores d’ús. Hi ha RTD presents en els nostres electrodomèstics quotidians, com ara màquines de cafè i telèfons mòbils. Amb quina de les aplicacions de RTD us heu trobat?
