Detectores de Temperatura Resistivos (RTD)

• Los **detectores de temperatura basados en la variación de una resistencia eléctrica** se suelen designar con sus siglas inglesas **RTD** (*Resistance Temperature Detector*).
• Son **sensores de temperatura** basados en el cambio de resistencia de un conductor cuando existe un cambio de temperatura.
• Cuando la temperatura aumenta, la vibración de los electrones alrededor de los núcleos se incrementa, reduciéndose de esta forma la velocidad media, lo que implica un aumento de resistencia.

Características de los RTD

• Símbolo del RTD.
• La resistencia de una RTD viene dada por la fórmula: R_T = R₀(1 + αT)
• Donde R₀ es la resistencia a la temperatura de referencia y T es el incremento de la temperatura con respecto a la temperatura de referencia.
• Usualmente, para los cálculos matemáticos y para trabajar en una región lineal, se utiliza la siguiente ecuación: R_T = R₀(1 + αT)

Composición y Tipos de RTD

• La mayoría de los RTD están compuestos por un cable fino arrollado alrededor de un núcleo cerámico o de cristal.
• El material más utilizado es el **platino** y al RTD de este material se le designa como **RTD Pt100** debido a que a 0°C la resistencia es de 100Ω.
• Debido a la fragilidad de las RTD, se suelen proteger dentro de una cápsula que puede encontrarse comercialmente con diversas formas.

Limitaciones y Aplicaciones de los RTD

• Limitaciones
  • No se puede medir temperatura en valores cercanos a la temperatura de fundición.
  • Evitar autocalentamiento.
• Aplicación
  • Donde se requiera alta sensibilidad, alta repetibilidad y gran precisión se emplea **platino** y para bajo costo se utiliza **cobre** y **níquel**.

Fotorresistencias (LDR)

• Las **LDR** (*Light Dependent Resistors*) se basan en la variación de la resistencia eléctrica de un semiconductor al incidir en él radiación óptica (radiación electromagnética con longitud de onda entre 1mm y 10 nm). La radiación óptica aporta la energía necesaria para aumentar el número de electrones libres (**efecto fotoeléctrico**) disminuyendo la resistividad.

Pirómetros

• Un **pirómetro**, también llamado **pirómetro óptico**, es un dispositivo capaz de medir la temperatura de una sustancia sin necesidad de estar en contacto con ella. El término se suele aplicar a aquellos instrumentos capaces de medir temperaturas superiores a los 600 grados Celsius. El rango de temperatura de un pirómetro se encuentra entre -50 grados Celsius hasta +4000 grados Celsius. Una aplicación típica es la medida de la temperatura de metales incandescentes en molinos de acero o fundiciones.
• Cualquier objeto con una temperatura superior a los 0 grados Kelvin emite radiación térmica. Esta radiación será captada y evaluada por el pirómetro. Cuando el objeto de medida tiene una temperatura inferior al pirómetro, es negativo el flujo de radiación. De todas formas, se puede medir la temperatura.
• Uno de los pirómetros más comunes es el **pirómetro de absorción-emisión**, que se utiliza para determinar la temperatura de gases a partir de la medición de la radiación emitida por una fuente de referencia calibrada, antes y después de que esta radiación haya pasado a través del gas y haya sido parcialmente absorbida por éste. Ambas medidas se hacen en el mismo intervalo de las longitudes de onda.
• Para medir la temperatura de un metal incandescente, se observa éste a través del pirómetro, y se gira un anillo para ajustar la temperatura de un filamento incandescente proyectado en el campo de visión. Cuando el color del filamento es idéntico al del metal, se puede leer la temperatura en una escala según el ajuste del color del filamento.

Pirómetros de Radiación

• Los **pirómetros de radiación** se fundamentan en la **ley de Stefan-Boltzmann** que dice que la energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo negro aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo, es decir:
  W = σT⁴

donde:

1. W (potencia emitida) es el flujo radiante por unidad de área,
2. σ es la constante de Stefan-Boltzmann (cuyo valor es 5.67 x 10^-8 W / m² K⁴) y
3. T es la temperatura en Kelvin.

Pirómetro Óptico

• La temperatura del objeto (un horno, por ejemplo) se obtiene comparando el color de la llama con el del filamento de una lámpara eléctrica.
• La variable termométrica tiene que ver con la frecuencia de la luz, magnitud que determina el color de lo que vemos.

Termistores

• Son **resistencias variables con la temperatura**, construidos con **semiconductores**.
• Los **termistores** son **sensores de temperatura**.
• Se dividen en dos grupos atendiendo al signo del coeficiente de temperatura de la resistencia:
  • NTC: presentan un coeficiente de temperatura negativo.
  • PTC: con un coeficiente de temperatura positivo.

Ventajas de los Termistores

• Bajo coste.
• Buena sensibilidad.
• Respuesta rápida.
• Medidas a dos hilos.

Inconvenientes de los Termistores

• No son lineales.
• Requieren excitación.
• Margen de medida: -70 a 500 ºC.
• Autocalentamiento.