Cuándo utilizar un sensor de temperatura RTD frente a un termopar

Este artículo se publicó originalmente el 6 de septiembre de 2022 y se actualizó el 7 de julio de 2025. 

Cuando se trabaja con procesos críticos en la generación de energía, la fabricación de productos químicos o el procesamiento de alimentos, uno de sus principales retos es garantizar una medición precisa de la temperatura. Un sensor incorrecto puede reducir el rendimiento, provocar problemas de seguridad o incluso averías en el equipo. Por eso es tan importante seleccionar el sensor de temperatura correcto para su aplicación.

Como líder reconocido en instrumentos de medición de presión y temperatura, Ashcroft ha estado ayudando a las industrias de todo el mundo a tomar decisiones informadas durante más de un siglo. En este artículo, usted aprenderá acerca de dos tipos de sensores de temperatura, cómo funcionan y sus respectivas ventajas y desventajas. También recibirá orientación para seleccionar el sensor más adecuado para sus necesidades específicas.

¿Qué es un sensor de temperatura?

A diferencia de los termómetros, que sólo muestran visualmente la temperatura del proceso, los sensores de temperatura detectan activamente los cambios en la temperatura del proceso y los convierten en señales de salida. Estas señales se transmiten a los sistemas de control, lo que permite a los operarios supervisar y responder eficazmente a cualquier variación del proceso.

Dos sensores de temperatura de uso común son los detectores de temperatura por resistencia (RTD ) y los termopares. Estos dispositivos pueden utilizarse en una gran variedad de aplicaciones, incluidos los ejemplos del gráfico siguiente:

Figura 1: Diagrama de aplicación de RTD y termopar

Uso de un sensor de temperatura RTD

Los RTD, o detectores de temperatura por resistencia, utilizan una resistencia que cambia su resistencia eléctrica a medida que cambia la temperatura. Esta relación permite al RTD medir con precisión la temperatura. Hay dos diseños comunes de RTD: 

• Las RTD de película fina presentan un elemento resistivo depositado sobre un sustrato cerámico, lo que las hace compactas, rentables e ideales para aplicaciones que requieren tiempos de respuesta rápidos.
  
  
• Por otro lado, los RTD bobinados utilizan una fina bobina de alambre de platino incrustada en un núcleo de cerámica o vidrio, que ofrece una precisión y estabilidad superiores en rangos de temperatura más amplios.

Figura 2: RTD de película fina y alambre.

Las RTD ofrecen una gran precisión y estabilidad a largo plazo, por lo que son ideales para aplicaciones que requieren mediciones precisas de la temperatura dentro de un rango limitado.

Configuraciones de cables RTD

Existen varias configuraciones de RTD, incluidas las de 2, 3 y 4 hilos.

La configuración RTD de 2 hilos es la más sencilla entre los diseños de circuitos RTD. Un único cable conecta cada extremo del elemento RTD al dispositivo de monitorización. La resistencia total del circuito incluye la resistencia del cable conductor. Es la configuración menos precisa.

Figura 3: Configuración de RTD de 2 hilos.

La configuración RTD de 3 hilos es, con diferencia, el diseño de circuito RTD más común utilizado en procesos industriales. Esta configuración tiene dos hilos conectados a un lado del elemento sensor y un hilo conectado al otro lado. Esta configuración anula la resistencia de los dos hilos conectados al lado del elemento, lo que aumenta la precisión de la medición.

Figura 4: Configuración de RTD de 3 hilos.

La configuración RTD de 4 hilos es más compleja y más cara, pero produce los resultados más precisos. Dos hilos conectan el sensor anulando la resistencia del cable a ambos lados del elemento sensor.

Figura 5: Configuración RTD de 4 hilos.

Uso de un sensor de temperatura termopar

Los termopares están formados por dos hilos metálicos distintos unidos por un extremo para formar una unión de medición. Esta unión produce una tensión directamente proporcional a la diferencia de temperatura entre el punto de medición y la unión de referencia situada en el extremo opuesto, que suele estar conectada a un dispositivo de medición.

Conocidos por su rápida respuesta y su amplio rango de temperaturas, los termopares son adecuados para muchos entornos industriales. Las tensiones de salida varían en función de los metales utilizados. Por ejemplo, un termopar de tipo K utiliza níquel-cromo como conductor positivo y níquel-aluminio como conductor negativo. (Véase la figura 6.)

Figura 6: Termopar tipo K

Diferentes tipos de termopares

Los termopares se presentan en varios tipos, cada uno de ellos designado por una letra y caracterizado por combinaciones específicas de metales, rangos de temperatura, sensibilidades y aplicaciones adecuadas. Los tipos más comunes son el Tipo K, el Tipo J, el Tipo E y el Tipo N. Consulte la Figura 7 para ver un desglose de los tipos de termopares más comunes.

Figura 7: Diferentes tipos de termopares.

Selección del sensor de temperatura adecuado

Tanto las RTD como los termopares son sensores utilizados para medir la temperatura y la elección de cuál utilizar debe basarse en los requisitos de la aplicación. A la hora de elegir entre una RTD y un termopar, tenga en cuenta los siguientes factores:

• Gama de temperaturas: Los termopares cubren un rango más amplio, hasta y por encima de 2000 °C (3632 °F) , lo que los hace adecuados para temperaturas extremas. Los sensores RTD son más adecuados para rangos de temperatura más bajos, de hasta 600 °C (1112 °F).
• Precisión: Los RTD generalmente proporcionan una mayor precisión y estabilidad en el tiempo.
• Tiempo de respuesta: Los termopares suelen tener tiempos de respuesta más rápidos.
• Entorno: Tenga en cuenta la presencia de elementos corrosivos, vibraciones e interferencias electromagnéticas.
• Coste: Los RTD suelen ser más caros que los termopares de metal común, pero con el tiempo pueden suponer un ahorro debido a su estabilidad y longevidad.

Comprender los requisitos específicos de su aplicación le guiará en la selección del sensor de temperatura más adecuado.

¿Quiere saber más?

Ahora que conoce mejor la diferencia entre RTD y termopar, sus ventajas e inconvenientes y cuándo es adecuado utilizar cada uno, puede elegir cuál es el mejor para su aplicación. Es importante tener en cuenta las condiciones de su aplicación específica a la hora de decidir si necesita un sensor de temperatura RTD o termopar.

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