PT100 o termopar: cómo elegir un sensor de temperatura

Cómo funcionan las PT100 y los termopares

Una PT100 es una termorresistencia (RTD). Una resistencia de platino tiene 100 Ω a 0 °C, y su valor aumenta unos 0,39 Ω por grado. A 100 °C son 138,5 Ω. El instrumento hace pasar una pequeña corriente por la resistencia y calcula la temperatura. Una PT1000 funciona igual, pero tiene 1000 Ω a 0 °C. Las curvas características se definen en la IEC 60751.

Un termopar son dos hilos de metales distintos soldados en la punta. Cuando la punta y el otro extremo, la unión de referencia, están a temperaturas distintas, aparece una pequeña tensión: unos 41 µV por grado en el tipo K. El instrumento mide la temperatura de la unión de referencia y la corrige, lo que se conoce como compensación de unión fría. Los tipos se definen en la IEC 60584-1.

PT100 o termopar: ¿cuál elegir?

Regla práctica: cuando lo que más importa es la precisión y la estabilidad y la temperatura no pasa de unos cientos de grados, elige una PT100. Por encima de 600 °C, en procesos rápidos o cuando el sensor tiene que ser muy pequeño, elige un termopar.

Clases de precisión y tipos de termopar

La IEC 60751 divide los elementos PT100 y PT1000 en clases de tolerancia. La tolerancia se aplica al elemento en sí, no a toda la cadena de medida. Aquí t es la temperatura en °C:

Cada clase solo es válida dentro de un rango determinado, que es más estrecho para los elementos de película delgada que para los bobinados. La clase A, por ejemplo, se aplica de −30 a +300 °C en película delgada y de −100 a +450 °C en elementos bobinados. El término 1/3 DIN significa un tercio de la tolerancia de la clase B.

Tipos de termopar habituales

¿A 2, 3 o 4 hilos?

Una PT100 mide resistencia, así que la resistencia del cable también acaba en la lectura. Con una conexión a 2 hilos y diez metros de cable con conductores de 0,5 mm², el error es de casi 2 °C.

• 2 hilos – la más sencilla. Solo para cables cortos o sondas PT1000.
• 3 hilos – el estándar en la industria. El instrumento mide un conductor y lo resta, siempre que los conductores sean iguales.
• 4 hilos – dos hilos llevan la corriente y dos miden la tensión. El cable no influye. Para laboratorios y calibración.

A los termopares no les afecta la resistencia del cable de la misma manera. En cambio, el cable debe ser del mismo tipo que el termopar hasta el instrumento. Un empalme con cable de cobre normal se convierte en un nuevo punto de medida.

Tiempo de respuesta, vainas y transmisores

El tiempo de respuesta se suele indicar como t0,5 o t0,9: el tiempo que tarda el sensor en mostrar el 50 o el 90 % de un escalón de temperatura. Depende más de la vaina y del medio que del elemento. Un líquido en circulación da un tiempo de respuesta corto; el aire en reposo, uno largo.

Una vaina termométrica protege el sensor de la presión, el caudal y el desgaste, y permite cambiarlo sin vaciar el proceso. La profundidad de inmersión tiene que ser suficiente. Una regla práctica habitual es al menos diez veces el diámetro de la vaina. Si no, la vaina disipa calor y el sensor mide mal.

Un transmisor de temperatura en el cabezal de conexión o en carril DIN convierte la señal a 4–20 mA, IO-Link o bus de campo. La alternativa es una entrada analógica de PLC que lea directamente PT100 y termopares, o un relé de temperatura que dé alarma en un límite.

1. Cable de termopar incorrecto. Los empalmes con cable de cobre o con cable de compensación de otro tipo pueden causar errores de varios grados.
2. Conexión a 2 hilos con cables largos. La resistencia del cable se suma a la lectura. Usa tres o cuatro hilos, o un transmisor cerca del sensor.
3. Inmersión insuficiente. El sensor capta la temperatura ambiente a través de la vaina y mide mal, sobre todo en tuberías pequeñas.
4. La clase solo cubre el elemento. Los transmisores y las tarjetas de entrada tienen sus propios errores. Calcula para toda la cadena y calíbrala en conjunto cuando la precisión importa.

¿Dónde se usan los sensores de temperatura?

• Alimentación y farmacia – PT100 higiénicas para pasteurización, limpieza CIP y cámaras frigoríficas.
• Fábricas y máquinas – temperatura del aceite y del agua de refrigeración, rodamientos y devanados de motores.
• Energía – calefacción urbana, bombas de calor, transformadores y generadores en centrales hidroeléctricas y eólicas.
• Hornos y metalurgia – termopares tipo K, N o S en hornos de temple, fundiciones y fábricas de vidrio.
• Vehículos y máquinas móviles – temperatura de gases de escape, refrigerante y aceite hidráulico.
• Laboratorios y tecnología médica – PT100 a 4 hilos para medición precisa y calibración.

Sensores de temperatura de SCN

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Ejemplos de nuestra gama

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre una PT100 y una PT1000?

Ambas son resistencias de platino según la IEC 60751, pero la PT1000 tiene 1000 Ω a 0 °C. Por eso la resistencia del cable influye menos, y una PT1000 funciona mejor con conexión a 2 hilos. El instrumento debe estar configurado para el tipo correcto.

¿Cómo compruebo una PT100 con un polímetro?

Mide la resistencia entre los hilos. A 0 °C debe dar 100 Ω y a 20 °C unos 108 Ω. Un valor muy alto indica un hilo roto; un valor cercano a cero, un cortocircuito.

¿Qué tipo de termopar elijo?

El tipo K es la opción de uso general hasta unos 1200 °C. El tipo N es más estable a altas temperaturas, el tipo T va bien para bajas temperaturas y los tipos R, S y B para las más altas.

¿Qué significa 1/3 DIN?

Una PT100 con un tercio de la tolerancia de la clase B, aproximadamente ±(0,1 + 0,0017·|t|) °C. Corresponde a la clase AA de la IEC 60751.

¿Por qué mi termopar mide mal?

Las causas habituales son un cable de compensación incorrecto, la polaridad invertida, un tipo de termopar mal configurado en el instrumento o un sensor envejecido por la alta temperatura.