No más preocupaciones por la medición de temperatura con cables-largos: las tecnologías de tres-cables y cuatro-cables eliminan con precisión los errores en las mediciones del detector de temperatura de resistencia (RTD).
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En la automatización industrial, la medición de la temperatura es un aspecto crucial del control de procesos. Los detectores de temperatura de resistencia (RTD) son los sensores de temperatura más utilizados en el rango de temperatura media- y baja- debido a su alta precisión y rendimiento estable. Sin embargo, cuando se utilizan cables de conexión largos para RTD, la resistencia del cable puede provocar errores de medición importantes. Entonces, ¿cómo se puede evitar este error?
Error de medición debido a la resistencia del cable
En la conexión real entre RTD e instrumentos de visualización, debido a que los cables de conexión son relativamente largos, si solo se utilizan dos cables para conectar los dos extremos del RTD, la resistencia de los propios cables estará en serie con el RTD, lo que provocará errores de medición. Si la resistencia de cada cable es *r*, el error absoluto agregado al RTD es 2*r* y este error no es constante; varía con la temperatura ambiente de los cables. Para un RTD Pt100, cada error de 0,38 Ω equivale a una desviación de temperatura de 1 grado, lo que demuestra que no se puede ignorar la influencia de la resistencia del cable.
Conexión de tres-cables: una opción común para aplicaciones industriales
El método de conexión de tres-cables conecta un cable a un extremo del RTD y dos cables al otro extremo. Cuando se usa junto con un circuito puente, los tres cables conectados al RTD tienen el mismo grosor, longitud y valor de resistencia *r*.
Cuando el circuito puente está equilibrado, si se cumple la condición R1=R2, la influencia de la resistencia del cable r se puede eliminar por completo. En este caso, los cambios en la resistencia del cable no tienen ningún efecto en la medición del RTD. Es importante señalar que la influencia de la resistencia del cable sólo se puede eliminar por completo cuando el puente está en un estado equilibrado con los cuatro brazos teniendo la misma resistencia. De lo contrario, aunque no se puede eliminar por completo, la conexión de tres-cables puede reducir significativamente su influencia.
La conexión de tres-cables es actualmente el método de conexión más común en aplicaciones industriales, logrando un buen equilibrio entre precisión de medición y costo.
Conexión de cuatro-cables: la opción ideal para mediciones de alta-precisión
La conexión de cuatro-cables utiliza dos cables en cada extremo del RTD para conectarse al instrumento, normalmente utilizado para instrumentos de alta-precisión que requieren voltaje o entrada de potencial.
El principio de funcionamiento de la conexión de cuatro-cables es el siguiente: una corriente conocida I es suministrada por una fuente de corriente constante que fluye a través del RTD, generando una caída de voltaje U. Rt se puede obtener midiendo U (Rt=U/I). En este método de conexión, aunque los-cables que transportan corriente tienen resistencia *r*, su caída de voltaje está fuera del rango de medición. Si bien los cables que se conectan al instrumento de medición tienen resistencia, no fluye corriente a través de ellos (la corriente no se mide en mediciones de alta-impedancia). Por lo tanto, la resistencia de los cuatro cables no tiene ningún efecto en la medición.
Mientras la corriente de la fuente de corriente constante permanezca estable, el sistema de cuatro-cables es un método relativamente perfecto, sin restricciones por ninguna condición, y puede eliminar por completo la influencia de la resistencia del cable de conexión en la medición. Este método es particularmente adecuado para aplicaciones de medición de alta-precisión y de laboratorio.
Método de conexión de dos-cables: limitado a aplicaciones con requisitos de baja precisión
El método de conexión de dos-cables es el método de conexión más sencillo: conecta un cable a cada extremo del RTD para extraer la señal de resistencia. Este método de conexión solo es adecuado para aplicaciones con requisitos de precisión de medición bajos y la longitud del cable no debe ser demasiado larga. El error en el sistema de dos-cables proviene directamente de la resistencia del cable; cuanto más largo y delgado sea el cable, mayor será el error.
Puntos clave para una instalación correcta
Independientemente de si se utiliza una conexión de tres-cables o de cuatro-cables, para obtener mediciones precisas, el cable debe originarse en la base del elemento de resistencia, es decir, en el cable interno, y no en los terminales de la caja de conexiones del RTD. Esto se debe a que el cable interno se encuentra en una región de cambios drásticos de temperatura. Aunque el cable interno dentro del conducto protector es corto, su efecto de resistencia no se puede ignorar durante mediciones precisas.
Además, se debe tener en cuenta lo siguiente al instalar un RTD:
El punto de medición de temperatura debe seleccionarse en una ubicación representativa de la temperatura del medio, evitando la instalación cerca de válvulas, codos o zonas muertas en el equipo.
El RTD debe tener suficiente profundidad de inserción, generalmente insertado en el centro de la tubería.
En condiciones de fluidos de alta-temperatura, alta-presión y alta-velocidad, se pueden usar RTD de inserción superficial-o termocontraíbles-.
Soluciones de medición de temperatura de Hequan Instrument Technology Co., Ltd.
En el campo de la medición de temperatura industrial, la precisión y la fiabilidad son indicadores clave para evaluar la calidad de las soluciones técnicas. Hequan Instrument Technology Co., Ltd. ha estado profundamente involucrado en el campo de la medición de temperatura durante muchos años y comprende profundamente el impacto de los errores de resistencia en las conexiones de cables largos en los resultados de las mediciones. Nuestros detectores de temperatura de resistencia (RTD) emplean métodos de conexión estándar de tres-cables y cuatro-cables, con los cables extendiéndose directamente desde la base del elemento resistor, eliminando efectivamente los errores de medición causados por la resistencia de los cables de conexión.
Para satisfacer las necesidades específicas de diferentes escenarios industriales, ofrecemos varios modelos de RTD de platino y cobre, junto con instrucciones de cableado adecuadas, lo que garantiza que nuestros clientes obtengan los datos de medición de temperatura más precisos. Ya sea para aplicaciones industriales de rutina o mediciones de laboratorio de alta-precisión, Hequan Instrument Technology Co., Ltd. ofrece soluciones profesionales y confiables.
