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Estime el error de temperatura causado por la resistencia de los conductores de una sonda Pt100 o Pt1000 conectada a dos, tres o cuatro hilos, a partir del cable o de una resistencia medida.
Error de lectura por exceso
0,355°C
Compruebe los valores para ver un resultado.
Ambos conductores se suman a la resistencia del sensor, por lo que la lectura es demasiado alta.
2-wire ΔT = 2 × Rlead ÷ S3-wire ΔT = ΔRmismatch ÷ S4-wire ΔT ≈ 0
Un Pt1000 de 2 hilos con 1,379 Ω de resistencia en el bucle de conductores indica 0,355 °C de más.
Consejo: En una Pt100 de dos hilos, cada ohmio de resistencia total de los conductores eleva la temperatura aparente unos 2,6 °C. La conexión de tres hilos compensa gran parte del error; la de cuatro elimina el efecto de esa resistencia.
Una sonda RTD mide la temperatura a partir de su resistencia eléctrica: la resistencia de los conductores de conexión se suma a la medida. En una Pt100 a dos hilos, cada ohmio de resistencia total eleva la temperatura aparente unos 2,6 °C. Un cable de 20 m con dos conductores de cobre de 0,5 mm², uno de ida y otro de vuelta, añade 1,379 Ω y produce un error de 3,55 °C a temperatura ambiente.
ΔT = 2 × Rconductor ÷ S
Los dos conductores están en serie con la sonda. S es la sensibilidad de la sonda, alrededor de 0,385 Ω/°C para Pt100 y 3,85 Ω/°C para Pt1000 cerca de la temperatura ambiente, según IEC 60751. La temperatura aparente siempre resulta demasiado alta.
ΔT = ΔRdesequilibrio ÷ S
El tercer hilo permite al instrumento medir la resistencia de un conductor y restarla. Los hilos de igual resistencia se compensan; solo queda su diferencia, causada por longitud, uniones o bornes.
ΔT ≈ 0
Dos hilos transportan corriente y otros dos miden la tensión en los bornes de la sonda; por ello, la resistencia de los conductores deja de contribuir a la medida.
La resistencia de un conductor de cobre equivale a su resistividad, 0,01724 Ω·mm²/m a 20 °C, multiplicada por la longitud y dividida por la sección. Aumenta aproximadamente un 0,4 % por cada grado de temperatura del cable. Por tanto, el error en una conexión de dos hilos varía con la temperatura ambiente.
Cada conductor de cobre de 20 m y sección de 0,5 mm² tiene una resistencia de 0,6896 Ω; el lazo suma 1,379 Ω. Con una sensibilidad de 0,3885 Ω/°C, la temperatura aparente supera a la real en 3,55 °C: más de diez veces la tolerancia de clase A a 20 °C.
Error de lectura por exceso 3,55 °C Abrir en la calculadora
La sensibilidad de Pt1000 es diez veces mayor: los mismos 1,379 Ω solo añaden 0,355 °C. Por ello, las conexiones de dos hilos utilizan con frecuencia sondas Pt1000.
Error de lectura por exceso 0,355 °C Abrir en la calculadora
En un recorrido de 50 m, cada conductor tiene 1,724 Ω. Sin embargo, en una conexión de tres hilos solo influye el desequilibrio de 0,1 Ω: 0,1 ÷ 0,3839 = 0,2605 °C. Un borne flojo puede añadir más; compruebe las conexiones durante la puesta en servicio.
Error de lectura 0,2605 °C Abrir en la calculadora
Error de medida en °C a 20 °C para una conexión de dos hilos con cable de cobre, ida y vuelta.
| Longitud del cable (m) | Pt100, 0,5 mm² (°C) | Pt100, 1,5 mm² (°C) | Pt1000, 0,5 mm² (°C) |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,1775 | 0,05917 | 0,01775 |
| 2 | 0,355 | 0,1183 | 0,0355 |
| 5 | 0,8875 | 0,2958 | 0,08875 |
| 10 | 1,775 | 0,5917 | 0,1775 |
| 20 | 3,55 | 1,183 | 0,355 |
| 50 | 8,875 | 2,958 | 0,8875 |
| 100 | 17,75 | 5,917 | 1,775 |
La conexión de cuatro hilos es la más precisa. La de tres hilos es el compromiso industrial habitual; la de dos sirve para recorridos cortos o sondas Pt1000. La elección también depende de las conexiones que admita el instrumento.
La misma resistencia de los conductores representa una fracción diez veces menor de la resistencia de la sonda: el error de conductores y conexiones se reduce en ese factor. Como contrapartida, la mayor resistencia hace la medida algo más sensible a corrientes de fuga y ruido.
Solo para la resistencia de los conductores a la temperatura a la que se midió. La resistencia del cable cambia con su propia temperatura: un desplazamiento fijo funciona el día de la calibración y luego deriva.
Las sondas TES utilizan termistores NTC de 10 kΩ con el cable montado en fábrica. A 10 kΩ, la resistencia del cable de la sonda representa una fracción despreciable de la medida.
