Los RTD son la opción preferida cuando se requiere mayor precisión y repetibilidad de la que puede otorgar una termocupla. (La precisión típica de un RTD es del orden de 0,1 °C, mientras que la precisión de una termocupla es del orden de 1 °C). Los RTD son más estables, la deriva de la señal por año de un RTD típico es de 0,05 °C por año, mientras que la deriva de los termopares depende de factores externos, pudiendo llegar a ser tan alta como 1 °C por día.
El material más adecuado para las RTD es el platino, y alrededor del 90% de todos los RTD construidos por año utilizan este material. Aunque existen RTD de cobre, níquel o aleaciones de hierro-níquel, su rendimiento no es tan bueno, tanto en el rango de medición como en la linealidad de su respuesta a las variaciones de temperatura.

La norma IEC/EN 60751 describe los requisitos que deben seguir los fabricantes de RTD. La relación entre la variación de la resistencia frente a la temperatura se conoce como TCR y determina la curva de respuesta de los RTD. El TCR de la resistencia de platino se define como sigue:

[1] α = (R₁₀₀ - R₀) / (R₀ x 100 °C)

donde “R₁₀₀” es la resistencia del platino a 100 °C, “R₀” es su resistencia a 0 °C y “α” es igual a 3,851 por 10^-3 °C^-1.

Los RTD más utilizados tienen una resistencia nominal de 100 Ω. Por lo tanto, se les conoce como “Pt 100” (“Pt” por Platino). Los valores de la relación temperatura vs. resistencia incluidos en la norma IEC/EN corresponden a este tipo de RTD y se pueden utilizar para calcular los valores de resistencia para otros RTD con diferentes resistencias nominales como 10, 500 o 1.000 Ω multiplicando los valores dados por el factor R0/100 Ω.
Vale decir que el estándar estadounidense utiliza un valor diferente de α:

[2] 3,9 x 10^-3 °C^-1

Esta es la razón por la que los rangos de medición de RTD son diferentes en los catálogos internacionales y en los catálogos estadounidenses.

La resistencia de medición se monta sobre una base, y a la combinación de una base y una resistencia se la denomina “elemento”. El elemento es la única parte de un RTD que está hecha de platino.
Existen diversos tipos de elementos disponibles, cada uno ofrece ventajas y desventajas (ver tabla 1).

Las diversas variantes de RTD que se encuentran en entornos controlados como laboratorios o instalaciones de control de calidad no son adecuadas en aplicaciones industriales. Allí, se requiere tolerancia a vibraciones y a impactos.
Dos son las opciones de RTD disponibles para entornos industriales: RTD de alambre bobinado y RTD de película delgada.
En el RTD de alambre bobinado, el alambre resistivo se enrolla alrededor de un soporte cerámico o en una forma helicoidal soportada por una funda cerámica. Los RTD fabricados con este método pueden proporcionar mediciones con una precisión de unas pocas centésimas de grado en un rango entre -200 y 850 °C.
El método de película delgada emplea técnicas utilizadas en la fabricación de semiconductores: una película delgada del material resistivo se deposita sobre una superficie plana o cilíndrica. Este método proporciona una respuesta similar a los RTD de alambre bobinado en el rango de -50 a 500 °C.
Los RTD de película delgada tienen un precio más bajo que los bobinados y ofrecen buena resistencia a las vibraciones. Pero también tienen menos estabilidad a largo plazo, porque la resistencia de la película delgada no es tan tolerante a la expansión térmica como la del alambre bobinado. Y dado que el elemento de un RTD contiene una cantidad de platino muy pequeña, son más propensos a sufrir contaminación. Finalmente, debido al método de fabricación, los RTD de película delgada pueden tener un comportamiento ligeramente diferente entre diferentes lotes de producción.
Asimismo, los RTD de película delgada ofrecen un alto nivel de precisión, alrededor del 0,05%, es decir, el doble de precisión que una termocupla típica. Pero aún mayor es la precisión de los RTD de alambre bobinado: alrededor del 0,005%.
En ambos casos, los elementos requieren cables de conexión aislados. Estos cables se pueden aislar, para aplicaciones de hasta 250 °C, mediante PVC, silicona o PTFE. La fibra de vidrio o la cerámica son la opción para la aislación en aplicaciones que presentan temperaturas más altas.

El elemento de un RTD está conectado a un ohmímetro mediante dos cables conductores, generalmente, de cobre.
El uso de cables conductores reduce la precisión de la medición porque se convierten en parte del circuito. Por esta razón, el valor de resistencia medido es igual a la resistencia agrupada de los cables conductores y el RTD, lo que provoca una degradación inherente de la precisión.
Para resolver este problema, los RTD se pueden conectar al ohmímetro de medición empleando diferentes configuraciones de cableado que usan dos, tres o cuatro hilos.

La configuración de dos hilos se utiliza para las aplicaciones menos demandantes, donde la precisión no es crítica. Pero esta configuración es inherentemente inexacta debido a la influencia de la resistencia de los cables conductores, lo que equivale a tratar de medir una variación de resistencia muy pequeña en una resistencia muy alta. Por esta razón, este método solo se utiliza cuando el sensor tiene una resistencia alta en comparación con la del cable conductor. El método de conexión de dos hilos permite tramos de cable de hasta 100 m de longitud.

La configuración de tres hilos es la más utilizada. Este método requiere que el dispositivo de medición realice dos mediciones. En la primera se mide la resistencia agrupada del sensor y los cables, mientras que la segunda medición proporciona el valor de resistencia del tercer cable. La segunda medición funciona como una resistencia de lazo de compensación que debe restarse de la primera medición para obtener un valor neto de resistencia. Este valor es el que se utiliza para la medición real.
Este método ofrece una combinación equilibrada de precisión y simplicidad en el cableado pero, además, requiere que la resistencia equivalente de uno de los cables conductores sea lo más similar posible a la resistencia equivalente del otro cable conductor más el tercer cable. Dado que esto no siempre es posible, el método de tres hilos puede tener un desequilibrio inherente de hasta 2,5 °C por ohmio de diferencia en la resistencia efectiva.
Este método de conexión permite tramos de cable de hasta 600 m de longitud.

La configuración de cuatro hilos permite la medición de la resistencia del sensor sin interferencia de la resistencia de los cables conductores. Es el más preciso, aunque muchos dispositivos de medición no admiten su uso.
En este método de conexión, se aplica una pequeña corriente de alrededor de 150 μA al sensor a través de dos cables. La medición del voltaje a través del sensor se realiza en los otros dos cables con un ohmímetro de alta impedancia y resolución. Esta alta impedancia hace imposible el flujo de corriente a través de los cables utilizados para la medición de voltaje.
Los RTD de cuatro hilos se utilizan normalmente en laboratorios o en aplicaciones donde se necesitan mediciones muy precisas, como centros de control de calidad o de calibración.
Este método de conexión permite tramos de cable limitados únicamente por la caída de voltaje en el cable.

Aunque la relación entre la temperatura y la resistencia del platino es casi lineal, existe una pequeña desviación entre la curva R/T real (también conocida como la “curva α”) y la respuesta lineal ideal.
Esta diferencia puede convertirse en un problema en aplicaciones que requieren un alto nivel de precisión. Para abordar este problema, la mejor práctica es realizar la calibración correcta del RTD.
La calibración solía ser una tarea que requería mucho tiempo con las primeras generaciones de sensores de temperatura. La razón de esto es que los RTD requieren ser alimentados, es decir, son dispositivos activos, mientras que los termopares son dispositivos pasivos. En consecuencia, durante la medición, un RTD experimenta un aumento en su temperatura y, por consiguiente, una variación en la señal que genera.
Por lo tanto, la diferencia entre la respuesta lineal ideal de una RTD y la real es una expresión polinómica (la ecuación de Callendar y Van Dusen), que contiene componentes cuadráticas y cúbicas, se puede compensar por métodos analógicos o digitales.
El método analógico tradicional para reducir la diferencia entre estas curvas consiste en compensar la diferencia de resistencia aumentando ligeramente el voltaje aplicado a los puntos de medición de los RTD. Este es un método de corrección basado en retroalimentación positiva y puede reducir el error de linealización del 3,5% habitual al 0,11%. Los métodos de compensación analógicos requerían el uso de potenciómetros, que eran la causa de la deriva de la señal y la falta de precisión debido a los cambios en las condiciones ambientales.
El uso de componentes electrónicos en los dispositivos de medición ha resuelto estos problemas por completo. Los dispositivos de medición contienen microprocesadores que cuentan con rutinas de calibración automáticas que eliminan el factor humano del procedimiento. Las técnicas de linealización digital utilizan un ADC para digitalizar la señal medida y luego procesar ese valor para compensar la diferencia entre el valor medido y el valor ideal. Los métodos habituales son el ajuste lineal, el ajuste lineal por segmentos y el ajuste por cálculo directo.
El método de ajuste lineal utiliza una ecuación de una recta que une los puntos de medición inferior y máximo. Este es el método más simple pero también el menos preciso.
El ajuste lineal por segmentos utiliza diferentes ecuaciones de línea para crear una función polinómica que utiliza varias ecuaciones de línea en diferentes regiones de la curva de respuesta utilizando un modelo de regresión lineal.
El cálculo directo requiere realizar el cálculo de la función de respuesta. Es el método más preciso, pero también el que requiere más potencia de procesamiento. Los procesadores de señal digital disponibles en la actualidad son lo suficientemente potentes y tienen un bajo costo, esos factores han contribuido para que este método se convierta en el más empleado en la actualidad.

Los RTD están construidos con varias tolerancias a fin de ofrecer varios niveles de precisión y combinaciones de costos. No todas las aplicaciones requieren una precisión extrema, por lo que es útil comprender cuánta precisión se requiere para seleccionar el RTD más adecuado para la aplicación en función de un análisis de rendimiento frente a costo.
De acuerdo con la norma IEC 60751, se especifican tres clases de tolerancia estándar de calibración para RTD (ver tabla 2).

El comportamiento de un RTD en condiciones de laboratorio puede considerarse estable a largo plazo.
La estabilidad se define como la relación entre la curva original de resistencia vs temperatura comparada con la curva obtenida después de estar un tiempo predeterminado en servicio. La diferencia entre estas dos curvas se conoce como “deriva”.
Las causas de esta variación en la respuesta del RTD son las tensiones mecánicas y térmicas que los RTD experimentan en servicio, las que pueden cambiar la estructura cristalina del platino, modificando así la curva de resistencia vs temperatura. También puede haber impurezas presentes en el medioambiente o, especialmente en aplicaciones de alta temperatura, incluso la migración de los materiales empleados en la construcción del RTD. Por último, las alteraciones pueden ser causadas por el deterioro de la resistencia de aislamiento de la RTD.
En cualquier caso, este problema no es crítico y, para aplicaciones por debajo de 300 °C, está por debajo de ±0,05 °C (variación de Ro).
Por ejemplo, para aplicaciones a 500 °C, la deriva puede ser de alrededor de 0,35 °C después de mil horas de uso.

Hay dos estándares relevantes que se utilizan actualmente en las aplicaciones de RTD: ASTM 1137 e IEC 60751. Ambas siguen incluyendo tablas de valores basadas en la ecuación de Callendar-Van Dusen.