TERMÓMETROS DE RESISTENCIA

La medida de temperatura utilizando sondas de resistencia depende de las características de resistencia en función de la temperatura que son propias del elemento de detección. 

El elemento consiste usualmente en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado bobinado entre capas de material aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o de cerámica. 

El material que forma el conductor se caracteriza por el llamado «coeficiente de temperatura de resistencia» que expresa a una temperatura especificada, la variación de la resistencia en ohmios del conductor por cada grado que cambia su temperatura. La relación entre estos factores puede verse en la expresión lineal siguiente:

Rt = Ro · (1+ αt)

Ro = resistencia en ohmios a 0 ºC // Rt = resistencia en ohmios a t ºC // α = coeficiente de temperatura de la resistencia cuyo valor entre 0° y 100° e es de 0,003850 Ω· Ω -l · °C-1 en la Escala Práctica de Temperaturas Internacional (IPTS-68). 

Si la relación resistencia-temperatura no es lineal la ecuación general pasa a: 

Rt = Ro, [1 +A· t +Bt2 + c· (t - 100) · t 3 ] válida de - 200 a 0 ºC 

o bien 

Rt = Ro,' (1 +At +Bt2 ) válida de 0 a 850 ºC 

A, B, C son coeficientes de temperatura de la resistencia de valores: 

A = 3,90802 X 10-3 B = -5,802 X 10-7 C = -4,27350 X 10-12

En la figura pueden verse las curvas de resistencia relativa de varios metales en función de la temperatura. Los materiales que forman el conductor de la resistencia deben poseer las siguientes características: 

1. Alto coeficiente de temperatura de la resistencia, ya que de este modo el instrumento de medida será muy sensible. 

2. Alta resistividad, ya que cuanto mayor sea la resistencia a una temperatura dada tanto mayor será la variación por grado (mayor sensibilidad). 

3. Relación lineal resistencia-temperatura. 

4. Rigidez y ductilidad, lo que permite realizar los procesos de fabricación de estirado y arrollamiento del conductor en las bobinas de la sonda, a fin de obtener tamaños pequeños (rapidez de respuesta). 

5. Estabilidad de las características durante la vida útil del material. 

Los materiales que se usan normalmente en las sondas de resistencia son el platino y el níquel. 

El platino es el material más adecuado desde el punto de vista de precisión y de estabilidad pero presenta el inconveniente de su coste. En general la sonda de resistencia de platino utilizada en la industria tiene una resistencia de 100 ohmios a 0° C. El níquel es más barato que el platino y posee una resistencia más elevada con una mayor variación por grado, sin embargo, tiene como desventaja la falta de linealidad en su relación resistencia-temperatura y las variaciones que experimenta su coeficiente de resistencia según los lotes fabricados. El cobre tiene una variación de resistencia uniforme, es estable y barato, pero tiene el inconveniente de su baja resistividad. 

En las tablas 1 se indican los valores de resistencia de las sondas de Pt 100. A señalar que la misma tabla es válida para termorresistencias Pt 500 (500 ohmios a 0ºC) y Pt 1000 (1.000 ohmios a 0ºC) multiplicando los valores correspondientes por 5 y por 10 respectivamente.