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Sensor

Resistencia PT100/PT1000 vs Temperatura

Calcula la resistencia de sensores RTD PT100 o PT1000 a cualquier temperatura usando la ecuación Callendar-Van Dusen.

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Fórmula

R(T)=R0(1+AT+BT2)forT≥0°CR(T) = R₀(1 + AT + BT²) for T ≥ 0°C

Referencia: IEC 60751 / ITS-90

R₀— Resistencia a 0°C (Ω)
A— 3,9083 × 10⁻³ (/°C)
B— −5,775 × 10-1 (/°C²)

Cómo Funciona

Esta calculadora calcula la resistencia del PT100/PT1000 a partir de la temperatura mediante la ecuación de Callendar-Van Dusen IEC 60751:2022, esencial para los técnicos de calibración, los ingenieros de pruebas y los diseñadores de instrumentación que necesitan verificar la precisión de los sensores RTD o diseñar circuitos de acondicionamiento de señales. La relación resistencia-temperatura es R (T) = R0* (1 + A*T + B*T^2) para T >= 0 C y R (T) = R0* (1 + A*T + B*T^2 + C* (T-100) T^3) para T < 0 C. La IEC 60751 especifica los coeficientes exactos: A = 3.9083e-3 /C, B = 775e-7 /C ^2, C = -4,2735e-12 /C ^4. La sensibilidad dR/dt = R0 (A + 2*B*T) es igual a 0,391 ohm/C a -100 °C, 0,385 ohm/C a 0 °C y 0,379 ohm/C a +100 °C para PT100. Las clases de precisión IEC 60751 definen las bandas de tolerancia: la clase AA es +/- (0,1 + 0,0017*|T|) C, la clase A es +/- (0,15 + 0,002*|T|) C, la clase B es +/- (0,3 + 0,005*|T|) C. A 0 °C, la clase AA permite una desviación de +/-0,04 ohmios con respecto a los 100,00 ohmios para los sensores PT100.

Ejemplo Resuelto

Problema: Calcule la resistencia esperada de un sensor PT1000 a 150 °C para escalar la entrada del PLC y determine la banda de tolerancia de clase A.

Solución:

  1. Dado: R0 = 1000 ohmios (PT1000), T = 150 C (positivo, utilice CVD de dos términos)
  2. Coeficientes IEC 60751: A = 3.9083e-3, B = -5.775e-7
  3. R (150) = 1000 * (1 + 3.9083e-3*150 + (-5,775e-7) *150^2)
  4. R (150) = 1000 (1 + 0.586245 - 0.012994) = 1000 1.573251 = 1573.25 ohmios
  5. Sensibilidad a 150 °C: Dr/dt = 1000* (A + 2*B*T) = 1000* (3.9083e-3 - 1.7325e-4) = 3.735 ohm/C
  6. Tolerancia de clase A a 150 °C: +/- (0.15 + 0.002*150) = +/-0.45 C = +/-1.68 ohmios
Resultado: el PT1000 lee 1573,25 ohmios a 150 °C con una sensibilidad de 3,74 ohmios/C. La tolerancia de clase A es de +/-1,68 ohmios (de 1571,57 a 1574,93 ohmios).

Consejos Prácticos

  • ✓Utilice una conexión de 4 hilos (Kelvin) para eliminar los errores de resistencia del plomo; incluso una resistencia de plomo de 0,1 ohmios introduce un error de 0,26 °C en un sistema PT100 según las pautas de medición de la norma ASTM E1137
  • ✓Elija PT1000 en lugar de PT100 cuando la resistencia del cable sea inevitable (tendidos de cable largos), ya que el error de resistencia del cable es proporcionalmente 10 veces menor; un cable de 10 ohmios provoca solo un error de 0,26 °C en el PT1000 frente a 2,6 °C en el PT100
  • ✓Limite la corriente de excitación a 1 mA o menos para mantener el autocalentamiento por debajo de 0,05 °C en instalaciones industriales típicas según las recomendaciones del anexo C de la norma IEC 60751

Errores Comunes

  • ✗Si se utiliza únicamente la ecuación CVD de dos términos por debajo de 0 °C, se omite el término cúbico C, lo que provoca errores de 0,1 °C a -50 °C, 0,5 °C a -100 °C y 2,5 °C a -200 °C según las tablas de verificación del anexo B de la norma IEC 60751
  • ✗Confundir el alfa IEC/DIN = 0,00385055 con el antiguo estándar ASTM/US alfa = 0,003916; el uso de un conjunto de coeficientes incorrecto provoca un error de 0,3 °C a 100 °C, que aumenta a 1,2 °C a 400 °C
  • ✗Ignorando el autocalentamiento: una excitación de 1 mA a través de un PT100 de 100 ohmios disipa 0,1 mW, lo que aumenta la temperatura del sensor entre 0,1 y 0,5 °C, según el acoplamiento térmico al medio medido

Preguntas Frecuentes

Ambos utilizan curvas idénticas de resistencia y temperatura de platino según la norma IEC 60751. El PT100 tiene un R0 = 100 ohmios y una sensibilidad de 0,385 ohmios/C; el PT1000 tiene un R0 = 1000 ohmios y una sensibilidad de 3,85 ohmios. El PT1000 ofrece una resolución 10 veces mejor para la interfaz ADC de microcontroladores (una resolución de 0,1 C con un ADC de 12 bits frente a 1 C para el PT100 con una referencia de 3,3 V) y una sensibilidad 10 veces menor a la resistencia del cable. La diferencia de costos es mínima; se recomienda el PT1000 para nuevos diseños según las notas de aplicación de los sensores TE Connectivity y Honeywell.
La norma IEC 60751 define la clase AA (+/-0,1 C a 0 C), la clase A (+/-0,15 C), la clase B (+/-0,3 C) y la clase C (+/-0,6 C). La clase B es suficiente para la climatización industrial, el control de procesos y la automatización general (+/-0,8 °C a 100 °C). La clase A se utiliza para la fabricación de productos farmacéuticos (21 CFR, parte 211 de la FDA) y el procesamiento de alimentos (cumple con el sistema HACCP). La clase AA es obligatoria para las referencias de calibración, los laboratorios de metrología y la instrumentación científica según los requisitos de trazabilidad del NIST.
No. La ecuación CVD con coeficientes IEC 60751 se aplica únicamente a los RTD de platino puro con alfa = 0,00385055. Los RTD de níquel utilizan un polinomio diferente (DIN 43760), con una sensibilidad de 0,617 ohmios/C a 0 °C pero con un rango limitado (de -60 a +180 °C). Los RTD de cobre son lineales (alfa = 0,00427) pero se limitan a entre -50 y +150 °C. Para aplicaciones criogénicas por debajo de -200 °C, utiliza RTD de rodio, hierro o germanio con coeficientes polinomiales calibrados por el NIST.

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