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Promediado de termopares y RTD
Contenido
Los termopares pueden disponerse de modo que sus salidas combinadas proporcionen una lectura de temperatura media. Esto puede hacerse mediante métodos de cableado físico como conexiones en paralelo o en serie.
Termopares en paralelo
Conectar termopares en paralelo permite que sus salidas se combinen en una tensión promedio, pero para que esto funcione de forma fiable:
- La resistencia del lazo entre la unión de medición de cada termopar y la conexión común debe estar igualada.
- Esto se consigue normalmente usando termopares de la misma construcción y longitud (véase la Figura 6.1).
Figure 6.1: Thermocouples in Parallel
Equilibrado del circuito con resistencias
Otro enfoque consiste en añadir resistencias para equilibrar cada rama de los circuitos de termopar (véase la Figura 6.2).
- Si se usan, es mejor fabricar estas resistencias con materiales de termopar coincidentes.
- Si se utilizan resistencias convencionales, insértelas en los conductores de cobre y elija materiales con propiedades termoeléctricas próximas a las del cobre.
Figure 6.2: Circuit Balancing using Resistors
Caso ideal: dos resistencias
La configuración ideal incluye dos resistencias de igual valor —una en cada lado del lazo de cobre (véase Figura 6.3)—. Esto ayuda a cancelar tensiones térmicas espurias.
Figure 6.2: The Ideal Case - with Dual Resistors
Consideraciones prácticas
- Las salidas de los termopares no son perfectamente lineales; las variaciones en las propiedades termoeléctricas y los cambios de resistencia con la temperatura pueden afectar la precisión.
- Todas las uniones de medición deben estar aisladas eléctricamente para evitar trayectorias de conducción en paralelo.
- Las resistencias añadidas deben alojarse en una envolvente térmicamente estable para evitar efectos de temperatura no deseados.
Consejo: Para medir con precisión la resistencia del lazo, utilice un puente de CA de baja frecuencia. Las tensiones termoeléctricas pueden distorsionar las lecturas con instrumentos de CC. Compruebe siempre invirtiendo la polaridad para detectar tales efectos.
Termopares en serie
Los termopares también pueden conectarse en serie para promediar:
- Cada sensor requiere su propia unión de referencia.
- La tensión de salida es la suma de las tensiones individuales de los termopares.
- La temperatura media se calcula entonces dividiendo este total por el número de termopares.
Dado que no circula corriente significativa en una configuración de medición de tensión, la resistencia del circuito no es crítica. Sin embargo, aún debe tenerse cuidado de:
- Mantener aislamiento eléctrico entre las uniones.
- Considerar cambios de sensibilidad con la temperatura.
Promediado digital y registro de datos
Los sistemas digitales, como los registradores de datos o instrumentos inteligentes, pueden promediar lecturas de temperatura en tiempo real o durante el procesamiento posterior de datos. Este método ofrece varias ventajas:
- No es necesario modificar físicamente los circuitos de termopares o RTD.
- Permite el promediado en tiempo real o posterior.
- Permite ponderar sensores o excluir datos defectuosos (p. ej., de un termopar que se está degradando).
Los RTD y el promediado
A diferencia de los termopares, los RTD (Detectores de Temperatura por Resistencia) no admiten fácilmente el promediado por hardware debido a la naturaleza de la medición resistiva:
- Los RTD miden la caída de tensión a través de una resistencia, a menudo usando un puente de Wheatstone o una fuente de corriente.
- Una solución práctica es excitar varias RTD desde una fuente de corriente constante compartida y conmutar entre ellas digitalmente.
- La temperatura media se calcula entonces mediante procesamiento digital en el instrumento conectado.
Para aplicaciones más sencillas, la sensibilidad del vástago de las RTD puede proporcionar un promediado natural a lo largo de la longitud de la sonda — el cambio de resistencia global refleja una temperatura promediada a lo largo del vástago.
i Muchos conjuntos de RTD también se ofrecen en dúplex o tríplex formatos que los hacen adecuados para el promediado por área.
Resumen
Los termopares admiten el promediado físico mediante cableado en paralelo o en serie, aunque igualar resistencias y aislar las uniones es esencial. Promediado digital mediante un registrador de datos o un instrumento suele ser más sencillo y preciso.
Las RTD son menos adecuadas para el promediado por hardware, pero pueden promediarse usando fuentes de corriente compartidas y conmutación digital. Sensibilidad del vástago y conjuntos multipunto también ofrecen un promediado práctico para aplicaciones industriales.
Nota: La información de esta guía se proporciona únicamente con fines informativos y educativos generales. Aunque procuramos la exactitud, todos los datos, ejemplos y recomendaciones se proporcionan "tal cual", sin garantía de ningún tipo. Las normas, especificaciones y mejores prácticas pueden cambiar con el tiempo, por lo que siempre conviene confirmar los requisitos vigentes antes de su uso.
¿Necesitas ayuda o tienes alguna pregunta? Estamos aquí para ayudarte — no dudes en contactarnos.
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