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Laboratorio de integridad de medición de RTD

Explore un RTD de platino IEC 60751 desde la resistencia al voltaje, arrastre un cursor SVG activo y verifique si el cableado, el autocalentamiento y la resolución del ADC preservan la temperatura que espera medir.

°C
°C
Modelo de excitaciónCadena de señal
mA
Modelo de cableadoError del mundo real
Ω
Ω
Supuestos térmicos y ADCLaboratorio de integridad
°C/mW
°C
V

Voltaje versus resistencia RTD

El azul es la señal ideal del sensor. Ámbar incluye el modelo principal seleccionado; hacer clic directo o arrastrar selecciona el mismo punto que el cursor accesible desde el teclado que aparece a continuación.

IEC 60751 · α 0.00385
Sensor idealCon modelo de cable
80.306 Ω108.754 Ω137.202 Ω165.65 Ω194.098 Ω66.65 mV101.94 mV137.23 mV172.52 mV207.81 mVTemperatura: 72.7 °CVoltaje de salida: 128.149 mVVoltaje de salida
72.68 °C
-50 °C100 °C250 °C
Temperatura del cursor72.68 °C
Resistencia del sensor128.099 Ω
Voltaje de salida128.149 mV
Sensibilidad de voltaje382.4359 µV/°C
R(T)=R0[1+AT+BT2+C(T−100)T3]R(T)=R_0[1+AT+BT^2+C(T-100)T^3]
VRTD=IEXCRRTDV_{RTD}=I_{EXC}R_{RTD}
ΔTself=IEXC2RRTD θ\Delta T_{self}=I_{EXC}^2R_{RTD}\,\theta

Presupuesto de error de cableado, calor y conversión

Cada contribución se refiere a la temperatura del cursor para que un valor de cable o ADC aparentemente pequeño pueda compararse con la tolerancia de clase RTD.

Decisión de diseño
Resistencia aparente128.149 Ω
Error de avance referido a la temperatura0.13 °C
Tolerancia de clase RTD nominal±0.66 °C
Autocalentamiento estimado+0.05 °C
Resolución ADC nativa0.1317 °C/LSB
Pantalla de error aditivo±0.91 °C
Veredicto de cableadoLa discrepancia de 3 cables seleccionada consume menos de un cuarto de la tolerancia nominal del sensor en esta posición del cursor.

Pases de verificación de cadena de señal nominalEl punto del cursor mostrado permanece dentro de la referencia ADC seleccionada y el presupuesto de autocalentamiento. Esta es una pantalla de diseño, no un resultado de calibración.

La pantalla aditiva es intencionalmente conservadora, no un cálculo de incertidumbre estadística. La precisión de la clase depende de la construcción del RTD y del rango de temperatura indicado; Utilice la hoja de datos del sensor y un sistema calibrado para la aceptación final.

¿Qué significan las clases AA, A, B y C?

La clase es el error RTD nominal permitido en grados Celsius. En cada fórmula, |t| es la temperatura absoluta medida en °C.

Clase AA±(0.10 + 0.0017 × |t|) °C

Tolerancia nominal más estricta; Úselo solo cuando la construcción del RTD y el rango de temperatura calificado lo admitan explícitamente.

Clase A±(0.15 + 0.002 × |t|) °C

Opción de alta precisión para cadenas de instrumentación controladas con un rango de temperatura documentado.

Clase B±(0.30 + 0.005 × |t|) °C

Línea de base industrial común; la opción predeterminada cuando la especificación del sensor indica Clase B.

Clase C±(0.60 + 0.010 × |t|) °C

Error permitido más amplio, útil cuando la robustez importa más que la precisión absoluta.

Las fórmulas son tolerancias nominales IEC 60751, no una garantía de que cada RTD físico pueda utilizar todas las clases entre −200 y +850 °C. Verifique la construcción de alambre bobinado versus la de película delgada y el rango de clases declarado por el fabricante.

¿Puede la corriente cumplir con los límites de resolución y calor?

El límite inferior alcanza el paso de temperatura del ADC directo solicitado en la pendiente RTD más débil en el rango seleccionado. El límite superior protege el sensor en su máxima resistencia.

Solucionador de compensaciones
°C/LSB
ADC LSB50.3548 µV
Corriente mínima para resolución1.391 mA
Corriente máxima para calor1.135 mA
Corriente sugerida balanceada—
Ganancia diferencial sugerida26.1×
No hay ventana de corriente de ADC directoEl paso de ADC directo solicitado entra en conflicto con el límite de autocalentamiento ingresado. Relaje una restricción, seleccione un RTD con R₀ superior o introduzca la ganancia analógica adecuada.

La ganancia sugerida utiliza el 90 % del intervalo de señal ideal y supone que la cadena analógica elimina la compensación RTD de forma segura. Verifique el rango de modo común, la precisión de referencia, el ruido, el filtrado y las condiciones de falla por separado.

Guía de medición de RTD

Diseñe una cadena de señal RTD que preserve la precisión

Un RTD no genera temperatura directamente: su resistencia se excita, se transporta a través del cableado, se convierte en voltaje y se digitaliza. Por lo tanto, una buena elección de sensor puede perder precisión en sus cables, autocalentarse o una resolución ADC insuficiente.

Método y supuestos

La herramienta aplica la relación nominal IEC 60751 Callendar-Van Dusen, con α = 0,00385, a perfiles Pt50 a Pt1000. Luego convierte la resistencia en voltaje a través de una fuente de corriente o un divisor ratiométrico. La comparación de señales ideales y aparentes convierte la resistencia del cable en un error de temperatura en el punto del cursor elegido.

Datos de entrada que verificar

Sensor y rango reales

Elija el R₀ pedido real (Pt100, Pt500 y Pt1000 no generan el mismo voltaje para la misma corriente) y luego limite el gráfico al rango útil del producto. El cálculo estándar cubre −200 a +850 °C, pero no necesariamente la construcción física de su sensor.

Cable y conexión

En el modo de 2 cables, las resistencias de ambos cables se suman directamente al RTD. En el modo de 3 cables, la herramienta asume cables de compensación coincidentes y muestra el residuo de su falta de coincidencia. En el modo de 4 cables, el modelo elimina idealmente el error de derivación sin ocultar los errores de la electrónica de medición.

Calefacción y digitalización

Introduzca el coeficiente de autocalentamiento publicado para la instalación real, no un valor genérico. Verifique también la referencia del ADC, la profundidad de bits y el ruido de la cadena: un LSB teórico no es una resolución utilizable si el ruido o la compensación la excede.

Procedimiento recomendado

  1. 1Seleccione el tipo de platino, el rango de temperatura y el modo de excitación, luego mueva el cursor de la curva para inspeccionar los puntos críticos en ese rango.
  2. 2Compare el error de avance, el autocalentamiento y la tolerancia de clase a la misma temperatura; luego decida si la detección de 2 cables sigue siendo aceptable o si es necesaria la detección de 3/4 cables.
  3. 3Utilice la ventana de excitación para detectar un conflicto entre la resolución directa y el calentamiento, luego valide la ganancia, el ruido, las referencias y las fallas con el esquema y el prototipo.

Ejemplo de decisión

Con un Pt100 a 1 mA, cada ohmio del cable puede representar varios grados dependiendo de la temperatura. Un enlace de 2 cables con 1 Ω por conductor agrega aproximadamente 2 Ω y puede consumir o exceder la tolerancia de Clase B. La detección de 3 cables correctamente emparejada reduce esto a una falta de coincidencia residual; Es preferible la detección de 4 cables cuando se requiere una precisión trazable.

Límites a tener en cuenta

La curva es nominal, no un certificado de calibración. No modela la deriva, la humedad, los gradientes térmicos, la resistencia de contacto variable, el ruido ni la no linealidad frontal/modo común. Las clases IEC también dependen de la construcción de alambre bobinado o de película delgada y del rango declarado por el fabricante.

Preguntas frecuentes

¿Por qué elegir Pt1000 en lugar de Pt100?

Con la misma corriente, un Pt1000 proporciona aproximadamente diez veces el voltaje y la pendiente de un Pt100, lo que hace que la resolución del ADC sea más fácil y el error de avance sea relativamente menor. A cambio, puede limitar la corriente de excitación para preservar el autocalentamiento y no reemplaza una buena interconexión.

¿Los 3 hilos siempre cancelan el error del cable?

No. Idealmente compensa dos conductores con igual resistencia y un extremo frontal destinado a esa topología. Las diferencias de longitud, calibre, temperatura o contactos dejan errores residuales, que el laboratorio expone deliberadamente.

Referencias para consultar

  • Referencias del método: IEC 60751 para la curva nominal y las clases de precisión; Hoja de datos RTD para coeficiente de autocalentamiento, construcción y rango calificado; Hoja de datos frontal de ADC para límites de ruido, compensación y modo común.

Contenido educativo original, revisado por última vez el 20 de agosto de 2026. Antes de fabricar o poner en marcha el circuito, compruebe las hojas de datos, las normas aplicables y su diseño.