KEYSTONEIndustrial Services
Simulador interactivo

Termopares y RTD

Una lectura de temperatura vale lo que valen el sensor, su cableado y la configuración del instrumento — el número en la pantalla es una conclusión, no una medición. Seis lazos, cuatro lecturas — el valor indicado contra una referencia calibrada, el sensor crudo en mV u Ω, los cables y la config — incluyendo los dos pares que se parecen: un termopar invertido contra un tipo equivocado, y el desplazamiento por cables de un RTD a 2 hilos contra un elemento abierto.

Por Francisco Padilla Interactiva Nivel técnico

Antes de empezar — resumen del trabajo

Una lectura de temperatura es tan confiable como lo sean el sensor, su cableado y la configuración del instrumento — el número en la pantalla es una conclusión, no una medición. Un termopar hace un milivoltaje pequeño en la unión de dos metales distintos (el efecto Seebeck) y necesita compensación de unión fría, cable de extensión que empate y el tipo correcto configurado. Un RTD es una resistencia que sube con la temperatura y necesita que le compensen la resistencia de sus cables. Cada escenario de aquí le da la temperatura verdadera del proceso desde una referencia calibrada en el mismo termopozo — su trabajo es juzgar el valor indicado contra ella.

  • Compare el valor Indicado contra una referencia calibrada antes de creerle
  • Lea el valor crudo del Sensor — mV para un termopar, Ω para un RTD — y vea qué temperatura implica
  • Los termopares necesitan polaridad correcta, cable de extensión que empate y el tipo correcto configurado
  • Los RTD necesitan compensación de cables — una corrida a 2 hilos lee alto, un elemento abierto dispara a fondo alto

El número en la pantalla es una conclusión, no una medición

Una indicación de temperatura es el final de una cadena: un sensor convierte el calor en un valor eléctrico, el cableado de campo lo lleva, y un instrumento lo vuelve a convertir en grados usando una tabla y una referencia. Cualquier eslabón puede mentir mientras el display se ve muy seguro. La disciplina que lo cacha es sencilla y siempre la misma: compare el valor Indicado contra una referencia calibrada en el mismo termopozo, lea el valor crudo del Sensor y vea qué temperatura implica de verdad, revise los Cables buscando polaridad, tipo de extensión y resistencia, y verifique que la Config coincida con el sensor que de veras está instalado. Cuatro lecturas, y el lazo le dice cuál eslabón falló — en lugar de que usted ande moviendo un setpoint hasta que el número se vea bien y la medición esté mal.

Termopares — un milivoltaje de dos metales

Un termopar es una unión de dos metales distintos que produce un voltaje pequeño proporcional a la temperatura — el efecto Seebeck. Ese voltaje es diminuto (un tipo K da como 41 microvolts por grado C) y es una diferencia: el instrumento solo sabe la temperatura de la unión caliente si también sabe la temperatura del extremo frío donde el termopar se junta con el cobre. Eso es la compensación de unión fría — el tablero mide la temperatura de sus propias terminales y se la vuelve a sumar. Tres cosas tienen que estar bien para que el número signifique algo: la polaridad, el cable de extensión, y el tipo configurado.

Ponga la polaridad al revés y los milivolts entran con el signo equivocado — la lectura se va a negativo y se azota bajo escala. Use el cable de extensión equivocado — cobre común en lugar de la aleación que empata — y crea una segunda unión sin compensar allá afuera en el cabezal de campo; el error entonces se va derivando con la temperatura ambiente en ese cabezal. Ponga el tipo equivocado en el instrumento — un sensor tipo J leído en una tabla de tipo K — y esos mismos milivolts se buscan en la columna equivocada, así que un voltaje positivo y plausible se decodifica a la temperatura equivocada. En el código de colores ANSI el cable rojo siempre es el negativo, y el cable de extensión que empata lleva la propia aleación del sensor hasta el tablero; los dos existen precisamente para que estas fallas no pasen.

Nota de campo — dos pares que se ven idénticos hasta que hace una revisión más

Un termopar que lee salvajemente mal tiene dos causas muy distintas. Si los milivolts crudos son negativos y el display está bajo escala, los cables están invertidos — y el tipo configurado sigue correcto. Si los milivolts crudos son positivos y plausibles pero la temperatura de todos modos lee alto, los cables están bien y el tipo está equivocado — la Config muestra un tipo mientras el sensor es otro. La misma ‘lectura basura,’ el remedio opuesto; el signo de los milivolts y la Config los separan. El RTD tiene su propio par: un lazo que lee alto puede ser un desplazamiento por cables a 2 hilos — una resistencia finita y específica como 188.7 Ω leyendo 447 °F — o un elemento abierto leyendo ohms infinitos y disparando a fondo alto hasta sobrerango. Resistencia finita contra infinita es toda la distinción. Lea siempre el valor crudo del sensor antes de ponerle nombre a la falla.

RTD — una resistencia que sube con la temperatura

Un RTD es la idea contraria: un resistor de precisión — clásicamente un elemento de platino de 100 ohms, Pt100 — cuya resistencia sube de una forma conocida con la temperatura (la curva α=0.00385 es la común). Como usted está midiendo una resistencia de un par de cientos de ohms, la resistencia de los cables importa. Córralo a 2 hilos y la resistencia del cable de cobre se suma directo sobre el elemento, así que el instrumento lee una resistencia más alta y por lo tanto una temperatura más alta — un desplazamiento fijo que crece con el largo del cable. Córralo a 3 hilos (o 4 hilos) y el transmisor mide y resta esa resistencia de cables, así que desaparece. Un tercer hilo que se cayó es la queja clásica de ‘lee tantito alto’ que no se arregla por más que le muevan al setpoint.

La otra falla del RTD es un elemento abierto — un elemento agrietado o un cable levantado. La resistencia infinita se sale por arriba de la curva, y los transmisores se ponen a propósito para dispararse a fondo alto con un sensor roto, llevando la indicación a sobrerango de fondo de escala y brincando la alarma de alta. Esa lectura a fondo alto es una función de seguridad, no un proceso caliente: es el lazo avisando que su sensor está roto. Mida ohms al elemento en el cabezal — infinito confirma el circuito abierto.

La disciplina

Cuatro lecturas le ponen nombre a cada falla de aquí. Compare el valor Indicado contra una referencia calibrada y ya sabe si el lazo siquiera está mal. Lea el valor crudo del Sensor — milivolts para un termopar, ohms para un RTD — y ve qué le está diciendo de verdad el elemento al instrumento: un voltaje negativo, uno plausible que aun así lee alto, una resistencia finita, una infinita. Revise los Cables buscando polaridad, tipo de extensión y resistencia de cables. Verifique que la Config coincida con el sensor instalado. Lea las cuatro y compare cada una contra lo que debería ser, y un lazo de temperatura deja de ser un número que usted espera que esté bien y se vuelve una medición que puede comprobar.