{"id":4684,"date":"2017-03-09T12:07:48","date_gmt":"2017-03-09T11:07:48","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.wika.es\/?p=4684"},"modified":"2019-03-14T08:43:54","modified_gmt":"2019-03-14T07:43:54","slug":"termorresistencias-su-representacin-segn-las-normas-iec-astm","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog-stage.wika.cloudpowered.services\/es\/productos\/termorresistencias-su-representacin-segn-las-normas-iec-astm\/","title":{"rendered":"Las termorresistencias y su representaci\u00f3n seg\u00fan las normas IEC y ASTM"},"content":{"rendered":"

En la industria de proceso se utilizan dos tipos b\u00e1sicos de resistencias para la medici\u00f3n el\u00e9ctrica de la temperatura: las termorresistencias bobinadas y las de pel\u00edcula. Su distinto comportamiento queda reflejado en las provisiones de la norma europea IEC 60751 (DIN EN 60751), mientras que la norma americana ASTM E1137\/E1137M trata ambos tipos de resistencia por igual; esta situaci\u00f3n llega a confundir a los usuarios. La norma IEC 60751 no deja espacio a interpretaciones; las clases de tolerancia vienen indicadas con sus rangos de temperatura por separado, seg\u00fan el tipo de termorresistencia.<\/p>\n

Los valores b\u00e1sicos reflejados en la norma, las f\u00f3rmulas de los valores permisibles de tolerancia y los requisitos de ensayo son v\u00e1lidos para ambos tipos. Estos datos detallados aparecen en la norma desde el a\u00f1o 2008. La norma EN 43760 original, del a\u00f1o 1954, as\u00ed como sus sucesoras, desde la IEC 751 hasta la DIN EN 60751 del a\u00f1o 1996, se desarrollaron a partir de la experiencia adquirida con las termorresistencias bobinadas. Hasta la revisi\u00f3n de la norma, los rangos de temperatura y las exactitudes de cada clase depend\u00edan exclusivamente del comportamiento de unos hilos de platino bobinados \u2014en soporte cer\u00e1mico o de vidrio\u2014, cuyo valor resistivo en funci\u00f3n de la temperatura.<\/p>\n

Los datos m\u00e1s importantes, expresados en f\u00f3rmulas y en tablas, quedaban muy claros; inclu\u00edan los valores b\u00e1sicos de \u2212200 \u00b0C hasta +850 \u00b0C, a los que se llegaba mediante polinomios, y tambi\u00e9n dos clases de tolerancias (A y B) con sus rangos de temperatura correspondientes: \u2212200 \u00b0C a +650 \u00b0C (clase A) y \u2212200 \u00b0C a +850 \u00b0C (clase B). Con el tiempo, los conocimientos sobre los fen\u00f3menos f\u00edsicos que se dan en el platino del sensor a temperaturas m\u00e1s elevadas durante periodos de tiempo prolongados se han ido ampliando; ello ha hecho necesario adaptar la norma a fin de que contemple la deriva de las termorresistencias y se ajuste a la realidad. Otro motivo para esa revisi\u00f3n fue el desarrollo de las termorresistencias de pel\u00edcula \u2014tambi\u00e9n denominadas de pel\u00edcula delgada o planas, o simplemente \u00abchips\u00bb, por abreviar\u2014 y su r\u00e1pida penetraci\u00f3n en el mercado.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 son termorresistencias de pel\u00edcula delgada?<\/strong><\/h2>\n

Este tipo de sensor no ven\u00eda expresamente indicado en las ediciones previas de la norma IEC 60751: 2008 (DIN EN 60751: 2009). Debido a ello, los usuarios no estaban seguros de si la norma se deb\u00eda aplicar tambi\u00e9n a esas termorresistencias nuevas que resultaban tan rentables y excepcionalmente resistentes a las vibraciones. En concreto, la especificaci\u00f3n de los rangos de temperatura apuntaba a que las termorresistencias de pel\u00edcula se pod\u00edan utilizar dentro de los mismos l\u00edmites de temperatura y con los mismos niveles de exactitud que sus hom\u00f3logas bobinadas.<\/p>\n

La realidad, no obstante, es que las termorresistencias de pel\u00edcula se comportan de manera diferente a las bobinadas debido a los efectos de dilataci\u00f3n y contracci\u00f3n as\u00ed como a la difusi\u00f3n de \u00e1tomos extra\u00f1os en la capa delgada de platino; estos fen\u00f3menos resultan en una curva caracter\u00edstica que sale antes del rango est\u00e1ndar de desviaciones de medida permisibles a altas y bajas temperaturas que la de las termorresistencias bobinadas; este comportamiento es el resultado f\u00edsico del dise\u00f1o y de los materiales empleados, y no debe considerarse como un defecto de calidad. El gr\u00e1fico siguiente muestra una curva caracter\u00edstica t\u00edpica de una termorresistencia de pel\u00edcula est\u00e1ndar. \"Pic2_Pt100Diagramm_es\"<\/a> A partir de tal hallazgo, la consecuencia l\u00f3gica era separar los rangos de temperatura de las respectivas clases de tolerancia de las termorresistencias bobinadas y de las de pel\u00edcula. Asimismo, se diferenciaron con mayor claridad las clases de tolerancia; la norma IEC 60751:2008 (DIN EN 60751:2009-05) actual contempla por lo tanto cuatro clases. \"tabla_Clases\"<\/a> Actualizaci\u00f3n de la IEC 60751<\/strong> Junto con la versi\u00f3n modificada, el comit\u00e9 normativo K961 de la Comisi\u00f3n Alemana de Tecnolog\u00edas El\u00e9ctricas, Electr\u00f3nicas e Inform\u00e1ticas (DKE) puso en marcha un an\u00e1lisis multiempresarial; con este an\u00e1lisis se confirm\u00f3 que estas caracter\u00edsticas de las termorresistencias de pel\u00edcula son generales y no espec\u00edficas de un fabricante en concreto; este estudio abarc\u00f3 adem\u00e1s tipos nuevos de termorresistencias de pel\u00edcula que se comportan de manera semejante a los sensores bobinados, incluso por debajo de los \u221230 \u00b0C y por encima de los +300 \u00b0C, aunque no en todo su rango de temperatura. Con estos ensayos se ha verificado por tanto qu\u00e9 sentido tomar\u00e1 el desarrollo de las termorresistencias de pel\u00edcula.<\/p>\n

Sin embargo, la nueva generaci\u00f3n de este tipo de resistencias tiene unos costes superiores a los de las versiones est\u00e1ndar. La norma IEC 60751 actualizada incluye todav\u00eda otra diferencia, no contemplada hasta el momento: la existente entre la termorresistencia desnuda y el term\u00f3metro de resistencia montado y acabado; es f\u00e1cil ver el motivo para ello: Las termorresistencias las comprueban los fabricantes durante su producci\u00f3n o bajo condiciones de laboratorio; los ensayos de componente o tipo necesarios se llevan a cabo sobre vidrio de cuarzo de alta pureza y con suministro de aire controlado.<\/p>\n\n

\"termorresistencia-ilustracion\"<\/a>

Ensayos de componente se llevan a cabo sobre vidrio de cuarzo de alta pureza<\/p><\/div>\n \n

Por ejemplo, en un ensayo de tipo el sensor se calienta primero a su l\u00edmite m\u00e1ximo de temperatura (se \u00abenvejece\u00bb) durante 1000 horas; seguidamente, debe permanecer a 0 \u00b0C dentro del rango de valores de tolerancia m\u00e1ximos permisibles seg\u00fan la clase de tolerancia especificada. En el caso de los term\u00f3metros, la termorresistencia est\u00e1 habitualmente montada dentro de un polvo de \u00f3xido de magnesio o aluminio (MgO o Al2O3), en el interior a su vez de un encamisado o una vaina met\u00e1lica. A partir y por encima de aproximadamente los 600 \u00b0C, esos materiales tienden a envenenar el platino del sensor; este efecto indeseado depende de la temperatura y aumenta con la misma.<\/p>\n

El sensor tambi\u00e9n puede verse afectado por esfuerzos mec\u00e1nicos dilatom\u00e9tricos. Ante esta tesitura, los autores de la norma IEC 60751 han definido un ensayo de estabilidad dentro del marco del ensayo de tipo prescrito, por el que se determina si un term\u00f3metro se considera operativamente seguro. La duraci\u00f3n de este ensayo a la temperatura m\u00e1xima especificada se fija en 672 horas (cuatro semanas). Igual como se exige a las termorresistencias, el term\u00f3metro debe a continuaci\u00f3n permanecer a 0 \u00b0C dentro del rango de valores de tolerancia m\u00e1ximos permisibles, correspondiente a la clase de tolerancia especificada. Todas las modificaciones introducidas en la norma IEC 60751:2008 con respecto a las ediciones anteriores se basan en hallazgos fruto de la investigaci\u00f3n y la pr\u00e1ctica; la norma actualizada se alinea por tanto con unos requisitos centrados en la realidad de la seguridad operativa de las termorresistencias y los term\u00f3metros fabricados seg\u00fan la misma. Normativas ASTM sin correcciones\u00a0<\/strong><\/p>\n

Los usuarios de pa\u00edses orientados hacia la normativa ASTM (American Society for Testing and Materials) se han enfrentado a una cierta confusi\u00f3n desde la actualizaci\u00f3n de la norma IEC; ninguno de los aspectos que han dado lugar a las correcciones indicadas de la norma europea se ha contemplado todav\u00eda en las correspondientes gu\u00edas ASTM E1137\/E1137M; incluso en su revisi\u00f3n del a\u00f1o 2014, el subcomit\u00e9 E20.03, a cargo de la misma, no vio necesario adaptarla a la realidad. La norma ASTM E1137\/E1137M (revisi\u00f3n aprobada del a\u00f1o 2014) a\u00fan no diferencia entre las termorresistencias bobinadas y las de pel\u00edcula; adem\u00e1s, es imprecisa en lo que respecta a las temperaturas de ensayo para la prueba de estabilidad: indica el ensayo a 0 \u00b0C pero tambi\u00e9n remite a la norma ASTM E644, que requiere dos temperaturas de prueba. La norma ASTM E1137\/E1137M continua estableciendo dos clases de tolerancia (grado A y grado B), ambos definidos en un rango de temperaturas de \u2212200 \u00b0C a +650 \u00b0C con independencia de c\u00f3mo est\u00e9 construido el sensor. La siguiente tabla muestra las diferencias entre ambas normas:<\/p>\n\n

\"Compraraci\u00f3n-IEC-60751-y-ASTM\"<\/a>

Comparaci\u00f3n IEC 60751:2008 y ASTM E1137\/E1137M 2014<\/p><\/div>\n \n

A primera vista, una simple comparaci\u00f3n num\u00e9rica llevar\u00eda a la conclusi\u00f3n de que todos los term\u00f3metros que cumplan con ASTM son mejores que los instrumentos cualificados seg\u00fan IEC, dado que, seg\u00fan la norma, se pueden utilizar dentro de un rango de temperaturas m\u00e1s amplio; este aspecto incluso ha dado lugar, en algunos casos, a utilizar datos ASTM como argumento de venta. El \u00e1mbito de la norma ASTM revela tambi\u00e9n el inter\u00e9s en disponer de una clase con tolerancias m\u00e1s elevadas.<\/p>\n

En este punto es interesante observar que los fabricantes de sensores y los clientes se apoyan en las denominadas \u00abclases fraccionales DIN\u00bb, como 1\/2 DIN B o 1\/3 DIN\/IEC hasta 1\/10 DIN\/IEC, tambi\u00e9n utilizadas en Europa; sin embargo, estos valores de exactitud no est\u00e1n estandarizados; las distintas denominaciones que se utilizan (DIN B, DIN A, DIN\/IEC, DIN\/EC, etc.) ya sugieren que cada fabricante puede considerar como correcta su propia interpretaci\u00f3n de esas \u00abclases de exactitud\u00bb.<\/p>\n

La publicaci\u00f3n de la norma IEC 60751:2008 ha hecho al menos innecesaria la especificaci\u00f3n 1\/3 DIN, dado que sus requisitos quedan incluidos en la clase AA de la norma \u2014desde entonces, la labor cotidiana del \u00abmundo del IEC\u00bb solo ha visto una utilizaci\u00f3n modesta de la especificaci\u00f3n 1\/3 DIN\u2014. Un resultado de la carencia de una base normativa en la zona de influencia de la ASTM es que los fabricantes y los clientes conf\u00edan en una comunicaci\u00f3n cercana al aplicar las \u00abclases fraccionales\u00bb, con el prop\u00f3sito de evitar malentendidos respecto a los requisitos de exactitud.El ejemplo de la sonda \u00abMars Climate Orbiter\u00bb demuestra la importancia de estos intercambios; dicha sonda se perdi\u00f3 en 1999 porque la NASA y Lockheed Martin utilizaron unidades de distintos sistemas de medida para calcular la fuerza de frenado.<\/p>\n

Vea tambi\u00e9n el siguiente v\u00eddeo para saber m\u00e1s sobre las diferencias entre un sensor de resistencia Pt100 y Pt1000:<\/p>\n

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