En las termorresistencias, la resistencia eléctrica varía con la temperatura. Para evaluar la señal de salida, se hace pasar a través de la termorresistencia una corriente constante y se mide la caída de tensión en ella. Para determinar esta caída de tensión se utiliza la Ley de Ohm mediante la cual:
V = I . R
La corriente de medición se seleccionará para que sea lo más pequeña posible a fin de evitar el calentamiento de la termorresistencia. Puede suponerse que una corriente de medición de 1 mA no introducirá errores apreciables. Esta corriente provoca una caída de tensión de 0,1 V en una Pt 100 a 0°C. Esta señal de tensión debe ser ahora transmitida a través de los cables de interconexión al indicador o a la electrónica de indicación con una alteración mínima. Hay cuatro formas diferentes de conexión de circuitos.
11.1. Circuito de dos hilos
La conexión entre la termorresistencia y la electrónica de medición se hace con un cable de dos conductores. Al igual que cualquier otro conductor eléctrico, este cable tiene una resistencia eléctrica que se ubica en serie con la termorresistencia. Las dos resistencias están por lo tanto adicionadas conjuntamente, lo cual es interpretado por la electrónica de evaluación como un incremento en la temperatura. Con distancias mayores, la resistencia de la Iínea puede incrementarse unos pocos ohms y producir un cambio apreciable en el valor medido.
Con el objeto de evitar este error la resistencia de la Iínea se compensa eléctricamente. La electrónica de evaluación del instrumento se diseña a fin de tener en cuenta siempre una resistencia de Iínea de 10 ohms. Cuando la termorresistencia se conecta por encima de este valor, se incorpora una resistencia de balance o compensación en una de las líneas de medición y la termorresistencia se reemplaza inicialmente por una resistencia de 100 ohms. La resistencia de
compensacion se ajusta entonces hasta que el instrumento indique una lectura de 0°C. La resistencia de compensación, junto con la resistencia de la línea, igualan exactamente el valor de 10 ohms. La resistencia de compensación, suele tomar la forma de un arrollamiento de alambre resistivo, de modo tal que el balance consiste en el desenrollado del mismo. Debido a la relativamente compleja operación de compensación y el hecho de que esto no compensa los efectos de la temperatura sobre la línea de medición, el uso de la técnica de 2 hilos está volviéndose gradualmente obsoleta.
11.2. Circuito de tres hilos
A fin de minimizar los efectos de la resistencia de la línea y sus variaciones con la temperatura, es práctica habitual usar un circuito de tres hilos en lugar de una disposición tal como la descripta arriba. Consiste en el tendido de un cable adicional hasta uno de los contactos de la termorresistencia. Esto da como resultado dos circuitos de medición, de los cuales uno se usa como referencia.
El circuito de tres hilos hace posible compensar ambas cosas la resistencia de la línea y su variación debido a la temperatura. Es un requisito, de todos modos, que los tres conductores tengan propieda-des idénticas y que estén expuestos a idénticas temperaturas. Esto es válido en grado tal que el circuito de tres hilos es el método más ampliamente usado en la actualidad. No se requiere la compensación de la línea.
11.3. Circuito de cuatro hilos
La forma óptima de conexión de termorresistencias es el circuito de cuatro hilos. La medición no depende de la resistencia de la línea ni de sus variaciones debido a ésta. No se necesita compensación de la línea.
Se suministra la corriente de medición a la termorresistencia a través de las conexiones de alimentación. La caída de tensión en la resistencia de medición se toma mediante las líneas de medición. Si la resistencia de entrada de la electrónica de medición es muchas veces mayor que la resistencia de la línea, esta última puede
despreciarse, La caída de tensión determinada de esta manera es independiente de las propiedades de los cables de interconexión.
En ambos circuitos, de tres y de cuatro hilos, debe recordarse que la extensión del circuito no se toma siempre justo sobre el elemento sensor. La conexión desde el sensor hasta el cabezal terminal de la termorresistencia, la Ilamada conexión interna, toma frecuentemente la forma de un circuito de dos hilos.
Esto da como resultado problemas similares a aquellos tratados bajo la discusión de los circuitos de dos hilos, aunque en una longitud mucho menor.
La resistencia total consistente en la suma de las conexiones internas y la termorresistencia misma se define en la especificación DIN 16 160 como la resistencia de la termorresistencia armada. 11.4. Transmisores de 2 hilos
Los problemas de los circuitos de dos hilos, tal como se describieron arriba, pueden evitarse sin la necesidad de utilizar un cable multifilar, sino simplemente usando un transmisor de dos hilos.
El transmisor convierte la señal de la termorresistencia en otra equivalente de corriente normalizada de 4-20 mA, la cual es proporcional a la temperatura. La alimentación al transmisor se conduce también a traves de las mismas dos conexiones usando una corriente de reposo de 4 mA. Debido al cero flotante, esta disposición se denomina "cero vivo".
El transmisor de 2 conductores ofrece la ventaja adicional que la amplificación de señal reduce enormemente los efectos de las interferencias externas.
Hay dos disposiciones para el posicionamiento del transmisor. Dado que la distancia de transporte de la señal no amplificada deberá mantenerse lo más corta posible, el amplificador puede montarse directamente sobre la termorresistencia, dentro de su cabezal de terminales. Esta solución óptima es algunas veces imposible de alcanzar por motivos constructivos o por la consideración de que el transmisor puede tener un difícil acceso en caso de falla. En tales situaciones, se monta un transmisor para montaje sobre riel acondi-cionado en el interior del gabinete de control. La ventaja de un acceso
mejor va en desmedro de hacer mayor la distancia que tiene que viajar la señal no amplificada.
Para mediciones en atmósferas riesgosas, la instrumentación utiliza circuitos intrínsecamente seguros acorde a EN 50 014 y EN 50 020. Los circuitos intrínsecamente seguros están diseñados de modo tal que en ambos casos, bajo condiciones normales o bajo falla, no hay nunca energía suficiente almacenada en el circuito para disparar una explosión, por ejemplo, a través de una chispa. Si se instala un transmisor en un área riesgosa, éste debe ser uno de diseño intrínsecamente seguro.
Los transmisores de dos kilos se suministran tanto para las termorresistencias como para las termocuplas.