Cu10 | GUILCOR SENSORS

Cu10
Sensores de temperatura

Los sensores de temperatura Cu10 son RTDs de cobre que ofrecen una respuesta lineal y alta precisión en rangos de baja temperatura.

Precisión máxima
+/- 0.20°K

Temperatura mínima
-50°C

Temperatura máxima
+180°C

Dimensiones mínimas
1,5 x 5 x 15

Tiempo de respuesta
Rápido

Autocalentamiento
Bajo

Precio
Alto

Deriva
Medio

¿Qué es un sensor Cu10?

El Cu10 es una sonda de resistencia de cobre puro, con una resistencia nominal de 10 Ω a 0 °C.

Se utiliza principalmente para aplicaciones que requieren buena linealidad y costo mínimo, como sistemas HVAC, regulación térmica básica y dispositivos de consumo.

Aunque es menos estable que el platino, sigue siendo muy preciso en el rango limitado de −50 a +180 °C.

Principio de funcionamiento

El cobre tiene una resistividad que aumenta linealmente con la temperatura, de acuerdo con la relación:

R(T) = R₀ (1 + αT)

con :

R₀ = 10 Ω
α = 4,28 × 10⁻³

Esta linealidad casi perfecta en el rango útil lo convierte en una excelente opción para mediciones directas de temperatura, sin necesidad de cálculos complejos.

Especificaciones técnicas

Parámetro	Valor típico
Resistencia nominal a 0 °C	10 Ω
Coeficiente de temperatura (α)	0,00428 °C⁻¹
Rango de medición	−50 °C a +180 °C
Linealidad	Excelente
Material del elemento	Cobre puro
Corriente de medición típica	1 → 3 mA
Tiempo de respuesta	0,3 s
Deriva a largo plazo	< 0,1 °C/año

Configuración de cableado

Tipo	Descripción	Precisión
2 hilos	Suficiente para ediciones cortas.	✅ Bueno
3 hilos	Compensa la resistencia de los cables.	🏆 Muy bueno
4 hilos	Reservado para calibraciones.	💡 Excelente

Auto-calentamiento

El Cu10 se alimenta con una corriente más fuerte que los RTDs de platino o níquel, pero su muy baja resistencia limita el calentamiento interno a < 0.05 °C.

Áreas de aplicación

🏢 Sistemas HVAC (calefacción, ventilación, aire acondicionado)

⚙️ Controladores y sondas de superficie

💧 Control de temperatura en circuitos hidráulicos

🚗 Dispositivos embebidos de bajo costo

🔧 Electrodomésticos y electrónica del hogar

¿Debería elegir un sensor Cu10?

Puntos fuertes

📈 Linealidad cuasi-perfecta
→ El cobre tiene una relación R/T prácticamente lineal, lo que facilita las mediciones directas sin necesidad de compensación por software.
💰 Solución ultra-económica
→ El Cu10 es uno de los sensores RTD menos costosos, perfecto para grandes series o aplicaciones donde la precisión absoluta no es crítica.
⚡ Respuesta rápida
→ Debido a su baja masa y alta conductividad térmica, el Cu10 reacciona muy rápidamente a los cambios de temperatura.

Puntos débiles

🌡️ Uso limitado
→ El Cu10 no supera los +180 °C, lo que lo hace inadecuado para entornos industriales de alta temperatura.
🧪 Sensibilidad a la oxidación
→ El cobre se oxida naturalmente al aire libre, lo que provoca una deriva en la resistencia si no está protegido.
📏 Falta de estandarización
→ A diferencia del Pt100, el Cu10 no está estandarizado internacionalmente, lo que limita la compatibilidad con convertidores de temperatura.

Información útil

Aquí hay información útil sobre los sensores Cu10.

Tabla de valores óhmicos

°C	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
-50	7.87	7.91	7.95	7.99	8.04	8.08	8.12	8.16	8.21	8.25
-40	8.29	8.33	8.38	8.42	8.46	8.51	8.55	8.59	8.63	8.68
-30	8.72	8.76	8.80	8.85	8.89	8.93	8.98	9.02	9.06	9.10
-20	9.15	9.19	9.23	9.27	9.32	9.36	9.40	9.45	9.49	9.53
-10	9.57	9.62	9.66	9.70	9.75	9.79	9.83	9.88	9.92	9.96
0	10.00	10.04	10.09	10.13	10.17	10.22	10.26	10.30	10.35	10.39
10	10.43	10.47	10.52	10.56	10.60	10.65	10.69	10.73	10.78	10.82
20	10.85	10.90	10.94	10.98	11.03	11.07	11.11	11.16	11.20	11.24
30	11.28	11.33	11.37	11.41	11.46	11.50	11.54	11.59	11.63	11.67
40	11.71	11.75	11.80	11.84	11.88	11.93	11.97	12.01	12.06	12.10
50	12.13	12.18	12.22	12.26	12.31	12.35	12.39	12.44	12.48	12.52
60	12.56	12.61	12.65	12.69	12.74	12.78	12.82	12.87	12.91	12.95
70	12.99	13.03	13.08	13.12	13.16	13.21	13.25	13.29	13.34	13.38
80	13.42	13.46	13.51	13.55	13.59	13.64	13.68	13.72	13.77	13.81
90	13.84	13.89	13.93	13.97	14.02	14.06	14.10	14.15	14.19	14.23
100	14.27	14.32	14.36	14.40	14.45	14.49	14.53	14.58	14.62	14.66
110	14.70	14.75	14.79	14.83	14.88	14.92	14.96	15.01	15.05	15.09
120	15.13	15.18	15.22	15.26	15.31	15.35	15.39	15.44	15.48	15.52
130	15.55	15.60	15.64	15.68	15.73	15.77	15.81	15.86	15.90	15.94
140	15.98	16.03	16.07	16.11	16.16	16.20	16.24	16.29	16.33	16.37
150	16.41	16.46	16.50	16.54	16.59	16.63	16.67	16.72	16.76	16.80
160	16.84	16.89	16.93	16.97	17.02	17.06	17.10	17.15	17.19	17.23
170	17.26	17.31	17.35	17.39	17.44	17.48	17.52	17.57	17.61	17.65
180	17.69

Tabla de clases de precisión

Temperatura (°C)	Clase B (±°C)	Clase A (±°C)	1/3 B (±°C)	1/10 B (±°C)
-50	0.55	0.25	0.18	0.06
-40	0.50	0.23	0.17	0.05
-30	0.45	0.21	0.15	0.04
-20	0.40	0.19	0.13	0.04
-10	0.35	0.17	0.12	0.04
0	0.30	0.15	0.10	0.03
10	0.35	0.17	0.12	0.04
20	0.40	0.19	0.13	0.04
30	0.45	0.21	0.15	0.05
40	0.50	0.23	0.17	0.05
50	0.55	0.25	0.18	0.06
60	0.60	0.27	0.20	0.06
70	0.65	0.29	0.22	0.07
80	0.70	0.31	0.23	0.07
90	0.75	0.33	0.25	0.08
100	0.80	0.35	0.27	0.08
110	0.85	0.37	0.29	0.09
120	0.90	0.39	0.30	0.09
130	0.95	0.41	0.32	0.10
140	1.00	0.43	0.33	0.10
150	1.05	0.45	0.35	0.11
160	1.10	0.47	0.37	0.11
170	1.15	0.49	0.38	0.12
180	1.20	0.51	0.40	0.12

Ejemplo de aplicación de la ecuación de linealización de un Cu10

El Cu10 es uno de los pocos sensores RTD cuya relación entre resistencia y temperatura es casi perfectamente lineal.

Por lo tanto, se utiliza una ecuación simplificada:

R(T) = R₀ (1 + αT)

con :

R₀ = 10 Ω
α = 4,28 × 10⁻³
(válido de −50 °C a +180 °C)

🔹 Example 1: calculation of resistance at 100 °C

R(100) = 10 × [1 + 4,28 × 10⁻³ × 100]

R(100) = 10 × (1 + 0,428) = 10 × 1,428 = 14,28 Ω

✅ Resultado: a 100 °C, la resistencia del Cu10 es aproximadamente 14.28 Ω.

🔹 Ejemplo 2: cálculo de la temperatura a partir de una resistencia medida

Medimos R=12.85Ω.

¿Cuál es la temperatura correspondiente?

T = (R / R₀ − 1) / α

T = (12,85 / 10 − 1) / (4,28 × 10⁻³)

T = 0,285 / 0,00428 = 66,6 °C

✅ Resultado: la temperatura equivalente es aproximadamente 67 °C.

🔹 Observaciones Prácticas

La ecuación del Cu10 es lineal, lo que la hace ideal para lecturas analógicas simples.
Se puede utilizar directamente en un puente de Wheatstone o en un microcontrolador sin conversión compleja.
El cobre reacciona rápidamente, pero se debe tener cuidado para evitar la oxidación: siempre encapsule la sonda (vidrio, teflón o acero inoxidable).

Diagrama de integración en un sistema electrónico

El Cu10, con baja resistencia (10 Ω a 0 °C), requiere un amplificador de instrumentación de alta ganancia para utilizar adecuadamente la tensión medida.

La fuente de alimentación debe ser de una fuente de corriente estable para garantizar la linealidad de la señal.

🔹 Componentes típicos de la configuración

Componente	Función
RTD Cu10 (4 hilos)	Elemento sensible a la temperatura
Fuente de corriente estable (~0.3 mA)	Crear una tensión proporcional a la resistencia
Amplificador de instrumentación (por ejemplo, INA333, AD8421)	Amplificar la señal débil sin interferencia de ruido
Convertidor ADC (16 a 24 bits)	Digitalizar la tensión amplificada
Microcontrolador (STM32, Arduino, ESP32, etc.)	Convertir la tensión a temperatura
Cableado apantallado (4 hilos)	Reduce la interferencia y la resistencia parasitaria

🔹 Diagrama funcional (ASCII)

          +3.3 V / +5 V
               │
     Stable current source (0.3 mA)
               │
           [ Cu10 ]
     (2 power wires + 2 measurement wires)
         │             │
         │             │
 Instrumentation amplifier ───────→ High-resolution ADC
             				  │
                              │
                      [ Microcontroller ]
                      (calculate T = f(R))

🔹 Principio de funcionamiento detallado

La fuente de corriente aplica aproximadamente 0.3 mA en el Cu10.

→ A 0 °C: V = R×I = 10Ω × 0.3mA = 3mV

→ A 100 °C: V ≈ 4.28mV

El amplificador de instrumentación aumenta esta señal (ganancia típica de 100 a 500).

→ Se obtiene un voltaje de salida entre 0.3 V y 2 V, adecuado para un ADC de 3.3 V.

El microcontrolador calcula la temperatura utilizando la ecuación inversa:

T = R/R0−1 / α

El resultado se muestra luego:

en una pantalla (pantalla, interfaz serial, bus Modbus, etc.),

o se transmite a un PLC o controlador PID para el control de procesos.

🔹 Mejores prácticas