Sensores y medida4 min de lectura
PT100 o termopar: qué sensor de temperatura elegir
La PT100 y el termopar miden lo mismo con principios muy distintos. Una es más precisa y estable; el otro llega mucho más alto y responde antes. Elegir bien empieza por saber qué se pierde con cada uno.
Qué es una PT100
Una PT100 es una sonda de resistencia de platino (RTD, por sus siglas en inglés) que vale 100 Ω a 0 °C. Al calentarse, su resistencia sube de forma muy reproducible: 138,5 Ω a 100 °C, lo que da un coeficiente medio α = 0,00385 /°C, unos 0,39 Ω por grado. La PT1000 es idéntica pero con 1.000 Ω, y da diez veces más señal.
La norma de referencia es la IEC 60751:2022, que define la relación entre resistencia y temperatura mediante la ecuación de Callendar–Van Dusen, una función casi lineal con un pequeño término cuadrático. Se fabrican de dos maneras: hilo bobinado dentro de un tubo cerámico, más estable y preciso, y película delgada depositada sobre un sustrato, más pequeña, barata y resistente a la vibración.
Clases de tolerancia
La norma fija clases de tolerancia que se aplican al termómetro completo, no solo al elemento sensor:
- Clase AA: ±(0,10 + 0,0017·|t|) °C, es decir, ±0,27 °C a 100 °C.
- Clase A: ±(0,15 + 0,002·|t|) °C, ±0,35 °C a 100 °C.
- Clase B: ±(0,30 + 0,005·|t|) °C, ±0,80 °C a 100 °C. Es la más común en la industria.
Cada clase solo vale en un rango de temperatura que depende de la construcción. Orientativamente, la clase A en hilo bobinado cubre de −100 a 450 °C y en película delgada de −30 a 300 °C; fuera de ese rango, el sensor pasa a cumplir una clase inferior.
Dos, tres o cuatro hilos
El instrumento mide la resistencia de todo lo que hay entre sus bornas, y eso incluye los cables. Con dos hilos se mide la sonda más la ida y la vuelta: 10 m de cable de cobre de 0,5 mm² suman unos 0,7 Ω, que el instrumento lee como 1,8 °C de más. Puede valer con cables muy cortos o con PT1000, donde el mismo cable pesa diez veces menos.
Con tres hilos, el instrumento mide también la resistencia de un cable y la resta. Funciona bien si los tres conductores son iguales en sección, longitud y temperatura, y es el estándar en la industria. Con cuatro hilos, dos conductores llevan la corriente de medida y otros dos miden la tensión directamente en la sonda; como por estos casi no circula corriente, su resistencia no influye. Es la opción para laboratorio, calibración y medidas de décimas de grado.
Autocalentamiento y otros cuidados
Para leer una resistencia hay que hacer pasar corriente, y esa corriente calienta la sonda. Con 1 mA, una PT100 disipa 0,1 mW: en un líquido agitado el error es despreciable, pero en aire quieto puede llegar a décimas de grado. Por eso los instrumentos usan corrientes pequeñas, a menudo de 1 mA o menos, y conviene no subirlas para ganar señal.
También pesa el montaje. Una vaina gruesa protege, pero retrasa la respuesta y, si la inmersión es corta, el calor que se escapa por la propia vaina falsea la medida. Una regla práctica es sumergir el sensor al menos diez veces el diámetro de la vaina.
Frente al termopar
El termopar genera su propia tensión a partir de una diferencia de temperatura entre sus dos extremos. Llega mucho más alto (el tipo K, hasta unos 1.200 °C, y los de platino, por encima de 1.500 °C), se fabrica con uniones diminutas que responden en fracciones de segundo y es muy robusto y barato. A cambio, da una señal de microvoltios, necesita compensación de unión fría y cables específicos, y su precisión típica es de uno o varios grados.
| PT100 (RTD de platino) | Termopar (tipo K) | |
|---|---|---|
| Principio | Resistencia que cambia con la temperatura | Tensión por diferencia de temperatura |
| Rango habitual | −200 a 600 °C (hasta 850 °C) | −200 a 1.200 °C |
| Precisión del sensor | ±0,3 a ±0,8 °C (clase B, 0–100 °C) | ±1,5 a ±2,5 °C o más |
| Estabilidad a largo plazo | Muy buena | Deriva con el uso a alta temperatura |
| Rapidez | Media | Alta con unión pequeña |
| Cableado | Cobre a 3 o 4 hilos | Cable de extensión o compensación |
| Electrónica | Fuente de corriente y medida de resistencia | Medida de µV y unión fría |
| Coste | Medio | Bajo |
Cómo elegir
Por debajo de unos 400 °C, cuando importan la precisión y la estabilidad (control de procesos, equipos de climatización, bancos de ensayo, laboratorio), la PT100 a tres o cuatro hilos es la opción natural. Para altas temperaturas, respuestas muy rápidas, superficies pequeñas o muchos puntos de medida baratos, el termopar sigue siendo imbatible.