la resistencia de RTD a la temperatura [cerrado]

Si no está preocupado por la máxima precisión, puede utilizar el Callendar-Van Duesen ecuación, pero eso te da resistencia como función de la temperatura, que no es lo que pediste.

Es posible utilizar directamente la ecuación de Callendar-Van Duesen realizando una búsqueda binaria para encontrar el inverso. Obtienes un bit binario de precisión para cada evaluación, así que para obtener 20 bits tendrías que evaluar la ecuación 20 veces.

Existen diferentes estándares para RTD, y necesitará los coeficientes correctos para el tipo que está utilizando. El estándar de EE. UU. Para años fue \ $ \ alfa = 0.00392 \ $, pero ahora la mayoría utiliza el estándar DIN \ $ \ alfa = 0.00385 \ $ (la resistencia de un RTD estándar DIN de 100 ohms a 0 ° C es 138.5 ohms a 100 ° C).

En general, la resistencia de un tipo dado de RTD es simplemente proporcional al valor a una temperatura de referencia, por lo que la resistencia de un RTD de "500 ohmios" a una temperatura dada es solo 1/5 del valor de un tipo similar del sensor "100 ohm". Por lo tanto, solo necesita un conjunto de ecuaciones o una curva para los sensores Pt100, Pt500 y Pt1000.

Bajo los estándares IPTS-68 y posteriores, la ecuación de Callendar-Van Duesen fue reemplazada por polinomios, lo que le da un poco más de precisión, pero a menos que esté haciendo trabajo de tipo metrológico, la tolerancia de la sonda probablemente dominará, incluso para niveles relativamente altos Sensores de grado.

En mi trabajo con la medición y el control de la temperatura, normalmente ajustaría mi propio polinomio a la curva, optimizado para el rango exacto involucrado. Esto es bastante trivial de hacer en estos días, usando MATLAB o uno de los clones libres. Dado que las especificaciones de los instrumentos se basan en un error absoluto máximo en cualquier punto del rango, minimizaría eso en lugar de la optimización de mínimos cuadrados más típica.

De hecho, una tabla de búsqueda con interpolación lineal también funcionaría bastante bien. Los RTD se desvían solo ligeramente de la linealidad en un rango bastante amplio. Particularmente si está cubriendo un rango estrecho como -50 a 70 ° C.

También hay métodos analógicos simples para proporcionar una corrección de primer orden a la no linealidad de RTD (aumenta la corriente ligeramente a temperaturas más altas), por lo que termina con una curva de error en forma de "S" (en lugar de un término de error parabólico mucho más grande ) con solo desviaciones muy pequeñas si el rango de temperatura es pequeño (como para calefacción de confort).

Hay una buena discusión de sondas de resistencia aquí .

Estas sondas utilizan una longitud de metal fino enrollado en una bobina o formado en una pieza de cerámica. Estos utilizan la característica bien conocida del metal para cambiar la resistencia en un rango de temperatura. Las sondas de tipo PT utilizan platino que es muy fino y las sondas son relativamente caras y frágiles. Sin embargo, son apreciados por su estabilidad, precisión y repetibilidad.

Las sondas aprovechan la característica significativa en que la resistencia del metal es un cambio lineal con la temperatura en un rango utilizable para un sensor en particular. La resistencia frente a la temperatura característica de una sonda en particular se determinará como la relación de la siguiente manera:

Dado:

R0 = resistencia a 0 ° C

R100 = resistencia a 100 ° C

Entonces:

Alfa = (R100 - R0) / (100 * R0)

El valor alfa para platino puro tiene un valor de .003925 ohm / ohm / ° C. El valor alfa para las sondas que obtendría sería especificado por el fabricante. Variarán porque la composición química del platino se ajusta cuidadosamente para darle a la sonda una cierta resistencia a una temperatura dada. Conociendo el Alfa para su sonda y la resistencia a una temperatura particular, es posible determinar la temperatura de la sonda en una resistencia medida utilizando la fórmula anterior.

Tenga en cuenta que en realidad nada es tan perfecto, por lo que normalmente es necesario aplicar un proceso de calibración con cada sonda para capturar la resistencia en dos o más puntos de temperatura. Estos datos se pueden almacenar de forma no volátil y luego recuperarse para calcular la temperatura cuando se realiza una lectura de resistencia. Esto conducirá a las lecturas de mayor precisión. Si se usan más de dos puntos de calibración para aumentar la precisión, se calcula el Alfa equivalente para cada rango de intervalo entre los puntos de calibración y la resistencia medida se ajusta al rango adecuado antes de calcular la temperatura real. Por supuesto, hay ocasiones en las que no se necesita la máxima precisión y el valor Alpha publicado para el sensor se usa sin calibración.

Las resistencias RTD tienen un valor establecido en una temperatura nominal, por ejemplo, 100 ohmios a 25 ° C. A partir de este valor, siga una variación lineal de la temperatura con un coeficiente positivo. Este régimen de variación, proporcionado por la hoja de especificaciones técnicas del fabricante.

Aquí puede encontrar más información y algunos datos útiles.