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Description
Mind Map by Diana Rodríguez Sánchez, updated more than 1 year ago
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Created by Diana Rodríguez Sánchez
about 4 years ago
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Medidores de
Temperatura
- Los instrumentos de temperatura para su funcionamiento utilizan diversos fenómenos que son
influidos por la temperatura y entre los cuales figuran
- Variaciones en volumen o en estado
de los cuerpos (sólidos, líquidos o
gases)
- Variación de resistencia de un conductor
(sondas de resistencia)
- Variación de resistencia de un
semiconductor (termistores)
- F.e.m. creada en la unión de dos metales
distintos (termopares)
- Intensidad de la radiación total emitida
por el cuerpo (pirómetros de radiación)
- Otros fenómenos utilizados en laboratorio (velocidad el
sonido en un gas, frecuencia de resonancia de un
cristal….)
- Variaciones en volumen o en estado
de los cuerpos (sólidos, líquidos o
gases)
- ¿Qué es la
temperatura?
- El término temperatura se utiliza para denotar el grado relativo de calor o de frío en que se encuentra
un cuerpo de acuerdo con su capacidad para transferir calor hacia los alrededores.
- El término temperatura se utiliza para denotar el grado relativo de calor o de frío en que se encuentra
un cuerpo de acuerdo con su capacidad para transferir calor hacia los alrededores.
- Tipos de medidores: de
temperatura
- Termómetro de
vidrio
- Constan de un depósito de vidrio que contiene
determinada sustancia. Su operación está basada en
la expansión del líquido con el incremento de la
temperatura, convierte la energía termal en una
forma mecánica y con el incremento de la
temperatura, el líquido y el vidrio del termómetro se
expanden con diferente coeficiente de expansión,
causando que el líquido avance por el tubo capilar.
- Son usualmente utilizados para la medición de la temperatura
de fluidos, la elección del tipo de inmersión puede ser:
inmersión parcial (se sumerge el bulbo en el fluido a medir la
temperatura), inmersión total (se sumerge toda la columna en
el líquido de medición) e inmersión completa (se sumerge
todo el termómetro).
- Son usualmente utilizados para la medición de la temperatura
de fluidos, la elección del tipo de inmersión puede ser:
inmersión parcial (se sumerge el bulbo en el fluido a medir la
temperatura), inmersión total (se sumerge toda la columna en
el líquido de medición) e inmersión completa (se sumerge
todo el termómetro).
- Constan de un depósito de vidrio que contiene
determinada sustancia. Su operación está basada en
la expansión del líquido con el incremento de la
temperatura, convierte la energía termal en una
forma mecánica y con el incremento de la
temperatura, el líquido y el vidrio del termómetro se
expanden con diferente coeficiente de expansión,
causando que el líquido avance por el tubo capilar.
- Elementos bimetálicos
(termostatos)
- Dilatación de dos metales diferentes, tales como latón,
monel o acero y una aleación de ferroníquel o Invar (35.5
% de níquel), dichas láminas bimetálicas pueden ser
rectas o curvas, formando espirales o hélices. Su
funcionamiento consiste en que cuando una tira de metal,
formada por dos piezas de diferentes metales o
aleaciones, se calienta, la expansión diferencial de los
metales provoca que la tira se doble.
- Dilatación de dos metales diferentes, tales como latón,
monel o acero y una aleación de ferroníquel o Invar (35.5
% de níquel), dichas láminas bimetálicas pueden ser
rectas o curvas, formando espirales o hélices. Su
funcionamiento consiste en que cuando una tira de metal,
formada por dos piezas de diferentes metales o
aleaciones, se calienta, la expansión diferencial de los
metales provoca que la tira se doble.
- Termopar o
termocupla
- Seeback en 1821: descubrió que en un circuito
eléctrico formado de dos materiales diferentes en
forma de alambres, cuando las dos juntas tenían
diferente temperatura existía un potencial entre las
terminales del circuito abierto; sin embargo, en caso
de cerrar el circuito, se presenta el flujo de
corriente.
- Esta circulación de corriente obedece a dos efectos termoeléctricos
combinados, el 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 y el efecto 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.
- Esta circulación de corriente obedece a dos efectos termoeléctricos
combinados, el 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 y el efecto 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.
- Seeback en 1821: descubrió que en un circuito
eléctrico formado de dos materiales diferentes en
forma de alambres, cuando las dos juntas tenían
diferente temperatura existía un potencial entre las
terminales del circuito abierto; sin embargo, en caso
de cerrar el circuito, se presenta el flujo de
corriente.
- Termómetros de resistencia. RTD
(Resistance Temperature Detector).
- Instrumento utilizado para medir las temperaturas
aprovechando la dependencia de la resistencia
eléctrica de metales, aleaciones y semiconductores
(termistores) con la temperatura, es decir, la
variación de la resistencia de un conductor con la
temperatura.
- 1.-Altocoeficiente de temperatura de la resistencia, ya que de este modo el instrumento de
medida será muy sensible. 2.- Alta resistividad, ya que cuanto mayor sea la resistencia a una
temperatura dada tanto mayor será la variación por grado (mayor sensibilidad) 3.-Relación lineal
resistencia-temperatura. 4.-Rigidez y ductilidad, lo que permite realizar los procesos de fabricación
e estirado y arrollamiento del conductor en las bobinas de la sonda, a fin de obtener tamaños
pequeños (rapidez de respuesta) 5.-Estabilidad de las características durante la vida útil del
material
- 1.-Altocoeficiente de temperatura de la resistencia, ya que de este modo el instrumento de
medida será muy sensible. 2.- Alta resistividad, ya que cuanto mayor sea la resistencia a una
temperatura dada tanto mayor será la variación por grado (mayor sensibilidad) 3.-Relación lineal
resistencia-temperatura. 4.-Rigidez y ductilidad, lo que permite realizar los procesos de fabricación
e estirado y arrollamiento del conductor en las bobinas de la sonda, a fin de obtener tamaños
pequeños (rapidez de respuesta) 5.-Estabilidad de las características durante la vida útil del
material
- Instrumento utilizado para medir las temperaturas
aprovechando la dependencia de la resistencia
eléctrica de metales, aleaciones y semiconductores
(termistores) con la temperatura, es decir, la
variación de la resistencia de un conductor con la
temperatura.
- Termistor
- Los termistores son semiconductores electrónicos con un coeficiente
de temperatura de resistencia negativo de valor elevado, se fabrican
con óxidos de níquel, manganeso, hierro, cobalto, cobre, magnesio,
titanio. Los termistores se conectan a puentes de Wheatstone
convencionales o a otros circuitos de medida de resistencia.
- Su desventaja es su falta de estabilidad en el tiempo y su gran
dispersión en comparación con las termo-resistencias. La ventaja
más importante es su pequeña masa, lo que permite velocidad
de respuesta muy alta.
- Su desventaja es su falta de estabilidad en el tiempo y su gran
dispersión en comparación con las termo-resistencias. La ventaja
más importante es su pequeña masa, lo que permite velocidad
de respuesta muy alta.
- Los termistores son semiconductores electrónicos con un coeficiente
de temperatura de resistencia negativo de valor elevado, se fabrican
con óxidos de níquel, manganeso, hierro, cobalto, cobre, magnesio,
titanio. Los termistores se conectan a puentes de Wheatstone
convencionales o a otros circuitos de medida de resistencia.
- Pirómetros de
radiación
- Implica la medición de la energía térmica radiada desde el cuerpo
caliente en cuestión como función de su temperatura, es decir,
la energía se concentra en un receptor o transductor sensible el
cual a su vez hace operar a un sistema indicador o controlador.
- Los pirómetros de radiación se fundan en la ley de Stefan-Boltzmann, que dice que la
intensidad de energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo, aumenta
proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo. Este tipo
elementos de medición de temperatura se emplea en aplicaciones industriales y de
investigación cuando es necesario medir la temperatura de un objeto desde cierta distancia
sin hacer contacto,
- Pirómetros ópticos: Pueden ser manuales los cuales se basan en la
desaparición del filamento de una lámpara al compararlo
visualmente con la imagen del objeto enfocado, pueden ser de
dos tipo de corriente variable en la lámpara y de corriente
constante en la lámpara con variación del brillo de la imagen de la
fuente.
- Pirómetro de infrarrojos: Éste capta la radiación
espectral del infrarrojo, invisible al ojo humano, y puede
medir temperaturas menores de 700°C.
- Pirómetro fotoeléctrico: Al contar con 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.
- Pirómetros de radiación total: Está formado por un lente de pyrex, sílice o
fluoruro de calcio que concentra la radiación del objeto caliente en una
termopila formada por varios termopares de Pt-Pt/Rh, de pequeñas
dimensiones y montados en serie. La radiación está enfocada incidiendo
directamente en las uniones calientes de los termopares.
- Pirómetros ópticos: Pueden ser manuales los cuales se basan en la
desaparición del filamento de una lámpara al compararlo
visualmente con la imagen del objeto enfocado, pueden ser de
dos tipo de corriente variable en la lámpara y de corriente
constante en la lámpara con variación del brillo de la imagen de la
fuente.
- Los pirómetros de radiación se fundan en la ley de Stefan-Boltzmann, que dice que la
intensidad de energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo, aumenta
proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo. Este tipo
elementos de medición de temperatura se emplea en aplicaciones industriales y de
investigación cuando es necesario medir la temperatura de un objeto desde cierta distancia
sin hacer contacto,
- Implica la medición de la energía térmica radiada desde el cuerpo
caliente en cuestión como función de su temperatura, es decir,
la energía se concentra en un receptor o transductor sensible el
cual a su vez hace operar a un sistema indicador o controlador.
- Sistemas térmicos llenos
(líquido, vapor)
- Este sistema está formado por un líquido, gas o vapor que puede expanderse y el
cual se encuentra contenido dentro de un sistema totalmente sellado. A medida
que el material de relleno del bulbo aumenta de temperatura, el efecto provocado
por el incremento de volumen y/o la presión se transmite a través de un tubo capilar
fino hacia el receptor (que generalmente es una espiral o hélice), el cual es sensible
a los cambios de volumen o de presión.
- Un sistema básico, incluye un sensor de temperatura, un elemento de desplazamiento
del tipo Bourdon, a diafragma o a fuelle, un tramo de tubo capilar y un fluido. El
sensor se encuentra ubicado en el lugar donde se debe medir la temperatura mientras
que el tubo conecta al sensor con el elemento de desplazamiento
- Un sistema básico, incluye un sensor de temperatura, un elemento de desplazamiento
del tipo Bourdon, a diafragma o a fuelle, un tramo de tubo capilar y un fluido. El
sensor se encuentra ubicado en el lugar donde se debe medir la temperatura mientras
que el tubo conecta al sensor con el elemento de desplazamiento
- Este sistema está formado por un líquido, gas o vapor que puede expanderse y el
cual se encuentra contenido dentro de un sistema totalmente sellado. A medida
que el material de relleno del bulbo aumenta de temperatura, el efecto provocado
por el incremento de volumen y/o la presión se transmite a través de un tubo capilar
fino hacia el receptor (que generalmente es una espiral o hélice), el cual es sensible
a los cambios de volumen o de presión.
- Termómetro de
vidrio
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