¿Cómo funciona un medidor/simulador de termorresistencias?

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Nuevo medidor/simulador T244

El medidor/simulador de termorresistencias T244 es un instrumento electrónico portátil y autónomo desarrollado y fabricado por Gometrics, diseñado para efectuar la verificación y la calibración de sensores y termómetros de temperatura tipo Pt100.

El T244 acepta sondas de temperatura Pt100 con curva europea (alfa = 0,00385) y con curva americana (alfa = 0,003926).

Su comportamiento queda reflejado en la norma europea IEC 60751 (DIN EN 60751).

La lectura/simulación puede ser indicada tanto en unidad de resistencia (Ohms) como directamente en valores de temperatura (grados
Celsius o Fahrenheit).

Para realizar la conversión de Ohms a temperatura, el T244 utiliza directamente el polinomio matemático de la norma. Así no se añade ningún en el cálculo.

Sumario 

  • Breve historia del principio de simulación de resistencia activo
  • T244 como medidor
  • T244 como simulador
 

Breve historia del principio de simulación de resistencia activo

 

Los primeros equipos que disponían de esta función datan de aproximadamente 1985-1990, hace más de 30-35 años. Antes de esta fecha se utilizaban las típicas cajas de décadas de resistencia, con las que había que acompañar una tabla de conversión resistencia/temperatura. No era posible automatizar las calibraciones de instrumentos.

Gometrics diseñó y fabricó su primer equipo SIM-Pt100 dotado de esta función en 1992. El SIM-Pt100 estaba basado en un convertidor A/D de 12 bits.

No soportaba medidores de resistencia-termómetros que aplicaran corrientes de excitación pulsante al sensor a ser medido, al no ser operativos como simuladores para algunos medidores de resistencia-termómetros del mercado.

Hay que destacar que para la época era un hito en el mercado. Muy pocas marcas contaban con un simulador de Pt100 basado el principio de simulación de resistencia activo.

Gometrics continuó mejorando la tecnología de esta función, y en 2002 lanzó el T240, queya soportaba corrientes de excitación pulsante.
Prácticamente soportaba la totalidad de medidores de resistencia-termómetros del mercado.

Gometrics ha continuado mejorado su simulador de resistencia con el lanzamiento del T244 en 2022.

El nuevo equipo está basado en un convertidor A/D de 16 bits, que aumenta la resolución que se puede medir/simular (x10).

Para realizar la conversión de Ohms a temperatura, el T244 utiliza directamente el polinomio matemático de la norma. No añade ningún error en el cálculo.

T244 como medidor  

En la medición de resistencia-temperatura, el T244 genera una corriente de excitación en el sensor resistivo Pt100 que será objeto de la medición, y mide el voltaje proporcional a la resistencia medida. Este valor será posteriormente digitalizado mediante un convertidor A/D (analógico / digital).

Figura 1: medida de resistencia.

La función medición permite un conexionado típico a 3 hilos

Con la capacidad de compensar la medida, no afectando la resistencia que hay entre la conexión en el T244 y la resistencia Pt100 que hay en el interior de la vaina. Siempre que los tres hilos tengan la misma longitud.

En la figura 1 se muestra cómo se realiza la compensación de la medida, en función de la resistencia del cable que conecta el sensor Pt100 con la electrónica interna del T244.

Figura 2: medida de resistencia a 3 hilos.

T244 como simulador 

La función simulación del T244 permite generar la señal electrónica equivalente al valor de la resistencia-temperatura que se desea simular.

Principio de simulación de resistencia activo

En la simulación de resistencia, debe haber un dispositivo de medición de resistencia externo (termómetro tipo Pt100) que mida la resistencia entre los terminales de salida del T244.

El convertidor D/A detecta la corriente de medición proveniente del dispositivo de medición externo. Controlando el voltaje a través de los terminales de salida de resistencia para que esté en la relación correcta con la corriente detectada. El microprocesador define esta relación de acuerdo con la Ley de Ohm y el valor de resistencia simulado.

Figura 3: principio de simulación de resistencia activo. 

Sin embargo, el dispositivo de medición debe dar suficiente tiempo para que los circuitos se estabilicen después de conectar la
corriente. Esto normalmente también es necesario debido a la inductancia y capacitancia de los circuitos industriales de medición de resistencia.

Algunos medidores de resistencia-termómetros de precisión cortan o invierten la corriente de excitación en el sensor resistivo Pt100 a ser medido durante una parte del tiempo.

Esto permite la compensación de los termovoltajes en el circuito de medición de resistencia.

Hay otros tipos de medidores de resistencia-termómetros que aplican corriente de excitación al sensor resistivo Pt100 a ser medido de manera pulsante.