Cómo realizar una calibración de RTD

Este artículo fue publicado originalmente el 30 de octubre de 2023 por Rick Zarafin y actualizado por Dave Dlugos. 

En el artículo "¿Por qué y cuándo es necesaria la calibración de RTD?", exploramos cómo los detectores de temperatura por resistencia (RTD), como nuestros modelos S81 y S50, ofrecen un rendimiento superior al de los termopares en las mediciones de temperatura de procesos gracias a su gran precisión y repetibilidad. Los RTD son especialmente adecuados para aplicaciones críticas, como procesos químicos y de refinado, en los que es esencial medir la temperatura con precisión.

Para comprender plenamente la importancia de la calibración de RTD, es crucial entender los principios fundamentales de funcionamiento de un RTD. Como líder en soluciones de instrumentos de temperatura y presión, Ashcroft crea artículos para abordar preguntas comunes de nuestros clientes. Nuestro objetivo es proporcionarle la información y las herramientas que necesita para tomar decisiones informadas sobre sus soluciones de medición de temperatura.

En este artículo, aprenderá cómo funcionan las RTD, obtendrá información sobre los distintos niveles de precisión que pueden alcanzarse con las RTD y verá cómo mantener y calibrar estos dispositivos para satisfacer sus necesidades específicas. También recibirá enlaces a recursos adicionales que le ayudarán a profundizar en el conocimiento de estos instrumentos de medición de la temperatura. 

¿Cómo funcionan los instrumentos de temperatura RTD?

La resistencia de un RTD aumenta de forma constante y predecible a medida que aumenta la temperatura. Esta característica es ventajosa porque garantiza la repetibilidad a través del coeficiente de temperatura de la RTD, estableciendo una correlación lineal entre la resistencia y la temperatura. Esto permite a los clientes configurar sistemas de control de procesos que regulan con precisión válvulas de control, calentadores, bombas y otros equipos esenciales basándose en mediciones precisas de la temperatura.

4 Pasos para configurar un elemento RTD dentro de la sonda

Configurar un elemento RTD dentro de una sonda es un proceso metódico que garantiza un rendimiento y una precisión óptimos. A continuación se explica cómo hacerlo:

1. Seleccione el platino como material de resistencia: Empiece por elegir el platino, conocido por sus propiedades de resistencia estables y predecibles, como material del núcleo.
2. Mida la señal de resistencia: Utilice un transmisor, PLC o DCS para medir con precisión la señal de resistencia. A 0 °C, un RTD bien calibrado mostrará una resistencia precisa de 100,0 Ω.
3. Determinar la clase de tolerancia: Identifique y seleccione la clase de tolerancia adecuada en función de los requisitos específicos de su aplicación. Esta elección influirá en la precisión y fiabilidad de su RTD.
4. Elija el rango de temperatura y el tipo de construcción: En función de la clase de tolerancia y el tipo de elemento seleccionados, decida el rango de temperatura y el tipo de construcción. Esto garantiza que la RTD pueda soportar el entorno operativo y ofrecer un rendimiento constante.

Consulte la tabla siguiente para obtener información detallada sobre los intervalos de temperatura correspondientes a la tolerancia de clase B y al estilo del elemento de película fina.

Figura 1: Proceso de calibración de RTD.

Figura 2: RTD, relación entre resistencia y temperatura.

Figura 3: Tipo de elemento RTD, tolerancia y rango de temperatura.

Nota: El funcionamiento del elemento RTD por encima del rango de temperatura máxima especificado puede someter al sensor a esfuerzos y provocar efectos de envejecimiento. Si el sensor se somete a esfuerzos, pueden producirse desviaciones dentro del rango especificado y afectar al rendimiento.  

Cómo se realizan las calibraciones de RTD.

En el caso de nuevas instalaciones EPC o aplicaciones críticas, es imprescindible garantizar que las mediciones de temperatura cumplen las estrictas especificaciones de precisión. La calibración, acompañada de un informe de calibración certificado, es el método más fiable para validar la precisión del sensor y proporcionar factores de corrección que mejoren la precisión de las mediciones del proceso.

Comparación del proceso de calibración de RTD

El método más utilizado para calibrar las RTD es la calibración por comparación, que suelen realizar los ingenieros y técnicos de laboratorio. Con este método, las RTD se calibran frente a un sensor de referencia de alta precisión, normalmente un termómetro de resistencia de platino (PRT).

La función principal del PRT es garantizar la precisión de múltiples sensores destinados a instalaciones de planta. Estos PRT están certificados por laboratorios acreditados según las normas ISO 17025 y son trazables a normas internacionales como la ITS-90 a través de laboratorios nacionales como el NIST.

Figura 4: Vínculo trazable con institutos nacionales y normas internacionales.

El propio PRT se calibra utilizando un PRT "estándar" o un PRT "primario". En la ilustración siguiente, se utilizan medidores de alta precisión para tomar lecturas tanto del PRT como del RTD que se instalará en la planta. En el informe de calibración, la RTD que se instalará se denomina UUT (unidad bajo prueba). Otros términos comúnmente utilizados son SUT (Sensor Under Test) y DUT (Device Under Test).

Figura 5: Ejemplo de calibración comparativa.

Las RTD pueden calibrarse en puntos de temperatura especificados por el cliente o en puntos preestablecidos definidos por el fabricante del sensor. Los resultados se acompañan de certificados de calibración en los que se detallan todos los equipos de prueba y sensores de referencia utilizados durante el proceso de calibración.

Figura 6: Tabla de calibración de RTD certificada por Ashcroft Sample.

El informe de calibración indicará el error del sensor de prueba (UUT, Unidad bajo prueba) en cada punto de temperatura en comparación con la medición del sensor PRT de referencia.

Figura 6: Ejemplo de lecturas de error en el informe de calibración.

Intervalos recomendados de calibración del sensor de temperatura RTD.

Las RTD experimentan una deriva mínima en comparación con los termopares debido a su construcción y rangos de temperatura de funcionamiento. Se prefieren en aplicaciones de alta precisión, como vibraciones elevadas, ciclos de temperatura severos y sistemas de desconexión de seguridad con requisitos SIL, porque suelen fallar abiertos, a diferencia de los termopares, que pueden producir señales defectuosas no detectadas.

Las RTD se utilizan ampliamente en industrias reguladas que requieren calibración. La frecuencia de recalibración depende de la aplicación, y los sectores de alta tolerancia, como el alimentario y el farmacéutico, necesitan calibraciones más frecuentes para mantener la eficiencia.

Figura 7: Tolerancias del proceso de aplicación

Próximos pasos en relación con la calibración de RTD.

Ahora que ya sabe cómo se realizan las calibraciones de RTD, puede buscar la solución que mejor se adapte a su aplicación. Tener en cuenta estos factores puede ayudarle a evitar problemas y a mantener su proceso en funcionamiento de forma segura y fiable.

Entendemos que cada situación es diferente. Por eso puede confiar en nosotros para que le guiemos en cada paso de la selección de sus instrumentos y sus necesidades de aplicación, incluidos los servicios de mantenimiento, reparación y reacondicionamiento, el trabajo con empresas de ingeniería, adquisición y construcción (EPC) y las empresas de ingeniería corporativa en grandes proyectos de capital con un equipo de asistencia especializado.

Si desea obtener más información sobre los RTD y otros sensores de temperatura, consulte otras entradas de nuestro blog:

• Cuándo utilizar un RTD frente a un termopar
• Revisión de productos: Nuevos RTD y termopares
• Montaje de un termopozo en termómetros bimetálicos o RTD/termopares
• ¿Cuánto cuestan los sensores de temperatura?

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