Termòmetre de resistència de platí
Definició
Una resistència tèrmica de platí (PTR), també coneguda com a termòmetre de resistència de platí (PRT), utilitza el platí com a material de detecció per mesurar la temperatura. El seu funcionament es basa en el principi que la resistència elèctrica del platí varia de manera previsible amb els canvis de temperatura. Aquest tipus de termòmetre és capaç de mesurar temperatures dins d'un ampli rang, des de -200°C fins a 1200°C.
El platí, un metall inerte, posseeix una excel·lent maleabilitat, permetent que es pugui estirar fàcilment en fils fins i uniformes. Aquestes propietats úniques—estabilitat química i característiques de resistència-temperatura consistents—fan del platí una elecció ideal per a utilitzar-se com a element de detecció en termòmetres, assegurant mesures de temperatura fiables i precises en diverses aplicacions.
Com funcionen els termòmetres de resistència de platí
La resistència del platí presenta una relació gairebé lineal amb la temperatura, una propietat fonamental que s'aplica per a mesures de temperatura precises. Per determinar el valor de la resistència, es passa una corrent alternada o contínua a través de l'element de platí. Quan la corrent flueix, es produeix una caiguda de tensió a través del metall, que es pot mesurar amb precisió utilitzant un voltmetre. Utilitzant una equació de calibratge preestablerta, la lectura de tensió mesurada es converteix en un valor de temperatura corresponent, permetent una determinació precisa de la temperatura.
Construcció dels termòmetres de resistència de platí
El diagrama següent il·lustra l'estructura d'un termòmetre de resistència de platí típic. Al seu nucli, la bobina de detecció de platí està encastada dins d'una ampolla protectora, sovint fabricada en vidre o Pyrex. Aquests materials proporcionen estabilitat tèrmica i aïllament elèctric, protegint la integritat de l'element de detecció. Addicionalment, una capa aïllant depositada a la superfície del tub de vidre millora encara més el rendiment del termòmetre, contribuint a mesures de temperatura precises i constants.
Detalls estructurals dels termòmetres de resistència de platí (PTR)
En un PTR, un fil de platí doble estris es trenca al voltant d'una tira de micà. Aquesta configuració de doble fil minimitza els efectes inductius causats per la corrent alternada, assegurant la precisió de la mesura. La tira de micà, que actua com a aïllant elèctric, es col·loca als extrems del tub per assegurar la bobina i prevenir circuits curts.
Un cap d'ebonite tanca l'extrem obert del tub, proporcionant estabilitat mecànica i aïllament. Les terminacions del fil de platí es connecten a conductors de cobre gruixuts, que a la vegada s'adjunten a les terminacions (etiquetat AB) incrustades al cap d'ebonite. Per contrarestar la resistència dels fils de cobre i millorar la precisió, dos fils de cobre idèntics (anomenats conductors compensadors, etiquetat CD) es connecten a les terminacions superiors. Aquesta disposició de "quatre fils" elimina errors causats per la resistència dels conductors, una característica crítica en aplicacions d'alta precisió.
Disseny de PTR industrial
La figura següent representa un termòmetre de resistència de platí industrial. Aquí, la bobina de detecció de platí està protegida per una funda d'acer inoxidable o un revestiment de vidre/ceràmica. Aquest doble aïllament ofereix dos avantatges clau:
Aquest disseny equilibra la durabilitat amb la precisió de la mesura, fent que els termòmetres de resistència de platí siguin adequats per a aplicacions que van des de la recerca en laboratori fins a processos industrials de alta temperatura.
Avantatges dels termòmetres de resistència de platí
Facilitat d'ús: La mesura de temperatura amb un termòmetre de resistència de platí és més simple en comparació amb els termòmetres de gas, requerint una instal·lació i manteniment menys complexos.
Alta precisió: El metre proporciona lectures de temperatura molt precises, fent-lo ideal per a aplicacions que requereixen precisió, com ara laboratoris de calibratge o control de qualitat industrial.
Ampli rang de temperatura: Funciona eficientment en un ampli espectre de temperatures, des de -200°C fins a 1200°C, adaptant-se a entorns diversos, des de criogènics fins a altas temperaturas.
Sensibilitat: El termòmetre mostra una excel·lent sensibilitat a canvis de temperatura subtils, assegurant la detecció fiable fins i tot de fluctuacions menors.
Reproductibilitat: La relació resistència-temperatura del platí és molt consistent. Per a una temperatura donada, el platí exhibeix sempre el mateix valor de resistència, assegurant mesures repetibles.
Desavantatges dels termòmetres de resistència de platí
Consideracions clau
Malgrat les seves limitacions, el termòmetre de resistència de platí continua sent una opció preferida en molts camps degut a la seva estabilitat sense igual, precisió i ampli rang de temperatura. Per a aplicacions que requereixen temperatures ultra-altes o una resposta ràpida, sensors alternatives (com ara els termopars) podrien ser més adequats, però els PTR excel·len en escenaris que requereixen consistència i fiabilitat a llarg termini.
