INSTRUMENTOS DE TEMPERATURA

INSTRUMENTOS DE TEMPERATURA

1. TERMÓMETROS

   • TERMÓMETRO DE VIDRIO
     • Consta de un depósito de vidrio que contiene un fluido que al calentarse se expande y sube en el tubo capilar
   • TERMÓMETRO BIMETÁLICO
     • Estos funcionan gracias la contracción y expansión de diferentes aleaciones de metales, u no de los extremos se fija a una base de acero y la otra a un eje que sostiene una aguja que muestra la medición. Al variar la temperatura la aguja se mueve, marcando la temperatura. La precisión del instrumento es de ± 1 % Y su campo de medida de – 200°C a + 500°C.
   • TERMOMETRO DE BULBO Y CAPILAR
     • Los termómetros tipo bulbo consisten de bulbo conectado por un capilar a una espiral, cuando la temperatura del bulbo cambia, el fluido en el bulbo se expanden y la espiral tiende a desenrollarse moviendo la aguja sobre la escala para indicar la elevación de la temperatura en el bulbo.
       • Termómetros actuados por líquido
       • Termómetros actuados por vapor
       • Termómetros actuados por gas
       • Termómetros actuados por mercurio

2. SONDAS RESISTIVAS

   • El termómetro de resistencia (Resistance Thermal Device o RTD) es un instrumento que aprovecha una propiedad que tienen los objetos (la resistencia eléctrica) para medir la temperatura. Este procedimiento se conoce como medida por termo resistencia.
     • FUNCIONAMIENTO
       • Para medir los cambios en la resistencia del alambre se incorpora un puente de Wheatstone, usado para medir resistencias o impedancias desconocidas, esto se hace mediante delgados alambres de cobre (cuantos más hilos más preciso el termómetro)
       • Se suministra una pequeña corriente de medición, cuyo valor es cercano a 1 mA y se mide la caída de tensión producida. Conociendo la corriente y el voltaje, se determina la resistencia del sensor con la ley de Ohm y a través de ella la temperatura.
   • Los materiales usados para fabricar termómetros de resistencia son conductores cuya resistividad casi siempre aumenta con la temperatura.
     • Alta resistividad, ya que cuanto mayor sea la resistencia a una temperatura dada tanto mayor será la variación por grado (mayor sensibilidad).
     • Relación lineal resistencia-temperatura.
     • Rigidez y ductilidad, lo que permite realizar los procesos de fabricación de estirado y arrollamiento del conductor en las bobinas de la sonda,
     • Alto coeficiente de temperatura de la resistencia, ya que de este modo el instrumento de medida será muy sensible.
     • Estabilidad de las características durante la vida útil del material.
     • El platino es el material más adecuado (precisión y de estabilidad) pero a un elevado costo. En general la sonda de resistencia de platino utilizada en la industria tiene una resistencia de 100 ohmios a 0° C.
     • El níquel es más barato y posee una resistencia más elevada con una mayor variación por grado, sin embargo, tiene como desventaja la falta de linealidad en su relación resistencia-temperatura.
     • Cuando se habla de termo-resistencias Pt 500 nos referimos a que da 500 ohmios a 0°C, Pt 1000da una resistencia de 1000 ohmios a 0°C y así sucesivamente.

3. SONDAS VOLTAICAS

   • Se basa en el efecto descubierto por Seebeck, de la circulación de una corriente en un circuito formado por dos metales diferentes cuyas uniones (unión de medida o caliente y unión de referencia o fría) se mantienen a distinta temperatura.
     • Efecto Peltier que provoca la liberación o absorción de calor en la unión de dos metales distintos cuando una corriente circula a través de la unión.
     • Thomson que consiste en la liberación o absorción de calor cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente de temperaturas.
   • clasificación
     • Termopar tipo E
       • Este termopar posee la f.e.m. más alta por variación de temperatura, y puede usarse para las temperaturas entre - 200 a + 900°C.
     • Termopar tipo T
       • Elevada resistencia a la corrosión por humedad atmosférica o condensación, se prefiere generalmente para las medidas de temperatura entre - 200 a + 260°C.
     • Termopar tipo J
       • Para atmósferas con escaso oxígeno libre, debido a que la oxidación del hilo de hierro aumenta rápidamente por encima de 550°C, siendo necesario un mayor diámetro del hilo hasta una temperatura límite de 750°C.

4. TERMISTORES

   • Son pequeños dispositivos electrónicos que reaccionan a los cambios de temperatura (incluido el ambiente) al cambiar el valor de su resistencia.
     • NTC
       • En un NTC o coeficiente de temperatura negativo, el valor de la resistencia del termistor disminuye a medida que la temperatura aumenta.
     • PTC
       • En un PTC, o coeficiente de temperatura positivo, el valor de la resistencia del termistor aumenta a medida que la temperatura se eleva.
     • La selección de un termistor depende de la resistencia general (que se mide normalmente a 25 °C, temperatura ambiente), hasta qué nivel de resistencia necesita que se eleve y a qué temperatura o hasta qué nivel de resistencia necesita que se eleve y con qué rapidez, además de otros datos diversos, como la temperatura de funcionamiento, la tolerancia de resistencia (precisión), etc.
     • La variación de la resistencia con la temperatura no es lineal a comparación de un RTD.

5. PIRÓMETROS

   • Un pirómetro es un dispositivo capaz de medir la temperatura de una sustancia sin necesidad de estar en contacto con ella. El término se suele aplicar a aquellos instrumentos capaces de medir temperaturas superiores a los 600 grados celsius.
   • clasificación
     • PIRÓMETROS DE RADIACIÓN
       • Los pirómetros ópticos de radiación parcial o pirómetros ópticos y los que miden la· temperatura captando toda o una gran parte de la radiación emitida por el cuerpo, se llaman pirómetros de radiación total.
       • Se fundan en la ley de Stefan-Boltzmann, que dice que la intensidad de energía radiante (en J /s por unidad de área) emitida por la superficie de un cuerpo, aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta (Kelvin) del cuerpo, es decir, W=ET4 .
     • PIRÓMETROS ÓPTICOS
       • Se basan en la desaparición del filamento de una lámpara al compararlo visualmente con la imagen del objeto enfocado.
         • 1. Corriente variable en la lámpara
         • 2. Corriente constante en la lámpara con variación del brillo de la imagen de la fuente
     • PIRÓMETROS INFRARROJO
       • El pirómetro de infrarrojos capta la radiación espectral del infrarrojo, invisible alojo humano, y puede medir temperaturas menores de 700°C,
     • PIRÓMETROS FOTOELÉCTRICOS
       • El pirómetro fotoeléctrico, al tener un detector fotoeléctrico, es mucho más rápido que los sensores térmicos, pero debe mantenerse refrigerado a muy baja temperatura mediante nitrógeno líquido para reducir el nivel de ruido eléctrico.

Images and files in the map