Ni120 | GUILCOR SENSORS

Ni120
Sensores de temperatura

Los sensores de temperatura Ni120 proporcionan una sensibilidad mejorada en comparación con Ni100, comúnmente utilizados en aplicaciones de HVAC y control.

Máxima precisión
±0.15°K

Temperatura mínima
-60°C

Temperatura máxima
+180°C

Dimensiones mínimas
1,5 x 5 x 15

Tiempo de respuesta
Rápido

Auto-calentamiento
Bajo

Precio
Medio

Deriva
Bajo

¿Qué es un sensor Ni120?

El Ni120 es una sonda de resistencia de níquel puro con una resistencia nominal de 120 Ω a 0 °C.

Es una variante del Ni100, proporcionando una señal ligeramente más alta para la misma excitación y mejor estabilidad a lo largo de líneas de medición largas.

Ampliamente utilizado en sistemas de control de temperatura HVAC, bancos de pruebas y equipos electrónicos integrados, combina sensibilidad, velocidad de respuesta y costo controlado.

Principio de funcionamiento

El funcionamiento se basa en la variación de la resistencia del níquel puro según la temperatura:

R(T) = R₀ (1 + αT + βT²)

con :

R₀ = 120 Ω
α = 6,18 × 10⁻³
β = 1,4 × 10⁻⁵

Esta ecuación es cuasi-lineal entre -60 °C y +180 °C, asegurando buena precisión sin corrección compleja.

Especificaciones técnicas

Parámetro	Valor típico
Resistencia nominal a 0 °C	120 Ω
Coeficiente de temperatura (α)	0,00618 °C⁻¹
Rango de medición	−60 °C a +180 °C
Linealidad	Muy buena
Material del elemento	Níquel puro
Corriente de medición típica	0,1 a 0,3 mA
Tiempo de respuesta	0,3 s
Deriva a largo plazo	< 0,1 °C/año

Configuración de cableado

Tipo	Descripción	Precisión
2 hilos	Simple, suficiente para aplicaciones cortas.	✅ Bueno
3 hilos	Compensa la resistencia del cable.	🏆 Excelente
4 hilos	Rara vez necesario.	💡 Muy preciso

Autocalentamiento

Gracias a su resistencia superior, el Ni120 requiere una corriente menor para alcanzar el mismo voltaje que un Ni100.

El autocalentamiento se mantiene por debajo de 0.03 °C, incluso en entornos estancados.

Áreas de aplicación

🌡️ HVAC y automatización térmica

⚙️ Instrumentación industrial de precisión media

🚗 Control embebido en automóviles

🧪 Bancos de prueba y monitoreo electrónico

🧰 Dispositivos de medición económicos

¿Debería elegir un sensor Ni120?

Puntos fuertes

⚡ Señal más fuerte que el Ni100
→ Con 120 Ω a 0 °C, el Ni120 genera un voltaje de salida más alto, lo que mejora la resolución de la medición y reduce el ruido sin necesidad de un amplificador.
🧠 Linealidad natural
→ La curva R/T es casi lineal en el rango de -60 °C a +180 °C, simplificando cálculos e integración en sistemas de medición.
💶 Solución económica y precisa
→ Es un excelente compromiso entre costo y rendimiento, ideal para sistemas HVAC, automotrices o industriales con un presupuesto controlado.

Puntos débiles

🌡️ No apto para temperaturas extremas
→ El rango de temperatura de operación limitado (−60 °C a +180 °C) lo hace incompatible con entornos criogénicos o de alta temperatura.
🧪 Sensible a la oxidación
→ El níquel se degrada más rápido que el platino a altas temperaturas, reduciendo la estabilidad a largo plazo.
📏 Menos estandarizado que el Pt100
→ No todos los reguladores reconocen el Ni120 sin una configuración específica, lo que puede complicar la integración.

Información útil

Aquí hay información útil sobre los sensores Ni120.

Tabla de valores óhmicos

Temp (°C)	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	120.00	120.74	121.48	122.23	122.97	123.71	124.46	125.20	125.95	126.69
10	127.44	128.18	128.93	129.67	130.42	131.16	131.91	132.65	133.40	134.14
20	134.89	135.63	136.38	137.12	137.87	138.61	139.36	140.10	140.85	141.59
30	142.34	143.08	143.83	144.57	145.32	146.06	146.81	147.55	148.30	149.04
40	149.79	150.53	151.28	152.02	152.77	153.51	154.26	155.00	155.75	156.49
50	157.24	157.98	158.73	159.47	160.22	160.96	161.71	162.45	163.20	163.94
60	164.69	165.43	166.18	166.92	167.67	168.41	169.16	169.90	170.65	171.39
70	172.14	172.88	173.63	174.37	175.12	175.86	176.61	177.35	178.10	178.84
80	179.59	180.33	181.08	181.82	182.57	183.31	184.06	184.80	185.55	186.29
90	187.04	187.78	188.53	189.27	190.02	190.76	191.51	192.25	193.00	193.74
100	194.49	195.23	195.98	196.72	197.47	198.21	198.96	199.70	200.45	201.19
110	201.94	202.68	203.43	204.17	204.92	205.66	206.41	207.15	207.90	208.64
120	209.39	210.13	210.88	211.62	212.37	213.11	213.86	214.60	215.35	216.09
130	216.84	217.58	218.33	219.07	219.82	220.56	221.31	222.05	222.80	223.54
140	224.29	225.03	225.78	226.52	227.27	228.01	228.76	229.50	230.25	230.99
150	231.74	232.48	233.23	233.97	234.72	235.46	236.21	236.95	237.70	238.44
160	239.19	239.93	240.68	241.42	242.17	242.91	243.66	244.40	245.15	245.89
170	246.64	247.38	248.13	248.87	249.62	250.36	251.11	251.85	252.60	253.34
180	254.09	254.83	255.58	256.32	257.07	257.81	258.56	259.30	260.05	260.79

Tabla de clases de precisión

Temperatura (°C)	Clase B (±°C)	Clase A (±°C)	1/3 B (DIN) (±°C)	1/10 B (DIN) (±°C)
−60	0.60	0.27	0.20	0.06
−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	0.28	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 Ni120

El Ni120 sigue una ley cuadrática entre la temperatura y la resistencia, característica de los sensores de níquel:

R(T) = R₀ (1 + αT + βT²)

con :

R₀ = 120 Ω
α = 6,18 × 10⁻³
β = 1,4 × 10⁻⁵
(válido entre −60 °C y +180 °C)

Esta simple ecuación permite una conversión directa entre la resistencia medida y la temperatura sin corrección compleja.

🔹 Ejemplo 1: cálculo de la resistencia a 100 °C

R(100) = 120 × [1 + 6,18 × 10⁻³ × 100 + 1,4 × 10⁻⁵ × 100²]

R(100) = 120 × (1 + 0,618 + 0,14) = 120 × 1,758 = 210,96 Ω

✅ Resultado: a 100 °C, la resistencia del Ni120 es aproximadamente 211 Ω.

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

Medimos R=165Ω.

¿Cuál es la temperatura correspondiente?

βT² + αT + (1 − R/R₀) = 0

1,4 × 10⁻⁵ T² + 6,18 × 10⁻³ T + (1 − 165 / 100) = 0

1,4 × 10⁻⁵ T² + 6,18 × 10⁻³ T − 0,375 = 0

T = [−6,18 × 10⁻³ + √((6,18 × 10⁻³)² − 4 × 1,4 × 10⁻⁵ × (−0,375))] / (2 × 1,4 × 10⁻⁵)

T ≈ 57 °C

✅ Resultado: la temperatura equivalente es aproximadamente 57 °C.

🔹 Notas prácticas

La ecuación del Ni120 es fácil de implementar en microcontroladores (Arduino, STM32, ESP32).
La señal más fuerte en comparación con el Ni100 mejora la resolución sin aumentar la corriente.
Fuera del rango de −60 °C → +180 °C, la no linealidad aumenta significativamente, por lo que debe ser evitada.

Diagrama de integración en un sistema electrónico

El Ni120 es ideal para configuraciones de bajo costo donde la linealidad del níquel es suficiente, mientras proporciona una señal que puede ser utilizada directamente por un convertidor analógico a digital (ADC).

🔹 Componentes de ensamblaje típicos

Componente	Función
RTD Ni120 (2 o 3 hilos)	Elemento sensible de níquel puro
Fuente de corriente estable (~0.2 mA)	Alimentar la sonda
Amplificador diferencial (INA333, AD620)	Amplificar la señal
ADC de 12 a 16 bits	Convertir el voltaje a un valor numérico
Microcontrolador (STM32, ESP32, Arduino)	Calcular T = f(R)
Filtrado RC / cableado apantallado	Reduce la interferencia EMI

🔹 Diagrama funcional (ASCII)

              +3.3 V / +5 V
                   │
       Fuente de corriente (0.2 mA)
                   │
                [ Ni120 ]
       (2 hilos de alimentación + 1 hilo de medición)
           │                  │
           │                  │
  Amplificador dif. ───→ ADC 16 bits
                              │
                      [ Microcontrolador ]
                 (Cálculo T = f(R) + visualización)

🔹 Principio de funcionamiento

1️⃣ Una corriente constante fluye a través del RTD.

→ A 0 °C: V = 120 Ω × 0.2 mA = 24 mV

→ A 100 °C: V ≈ 211 Ω × 0.2 mA = 42 mV

2️⃣ El amplificador aumenta el voltaje (ganancia ≈ 50 → salida ≈ 2 V).

3️⃣ El microcontrolador calcula la temperatura a partir de la resistencia utilizando la ecuación cuadrática.

🔹 Mejores Prácticas

🧩 Utilice una configuración de 3 hilos para reducir errores de línea.

⚙️ Limite la corriente a ≤ 0.3 mA para evitar el auto-calentamiento.

💧 Proteja la sonda en una carcasa de acero inoxidable o cerámica si hay humedad presente.

🔄 Calibre regularmente a 0 °C y 100 °C.

🧲 Utilice un filtro RC (1 kΩ / 100 nF) para estabilizar la señal.