Sensores de temperatura
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Sensores de temperatura

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1. Sensores de temperatura Termopares Termistores

2. Tabla de contenidos 1 Linealizaci?n 2 Modalidades de termopares 2.1 Tipos de termopares 2.2 Desviaci?n t?rmica 3 termistores

3. linealizacion Adem?s de lidiar con la CUF, el instrumento de medici?n debe adem?s enfrentar el hecho de que la energ?a generada por un termopar es una funci?n no lineal de la temperatura. Esta dependencia se puede aproximar por un polinomio complejo (de 5? a 9? orden dependiendo del tipo de termopar). Los m?todos anal?gicos de linealizaci?n son usados en medidores de termopares de bajo costo.

4. Modalidades de termopares

5. Los termopares est?n disponibles en diferentes modalidades, como sondas. Estas ?ltimas son ideales para variadas aplicaciones de medici?n, por ejemplo, en la investigaci?n m?dica, sensores de temperatura para los alimentos, en la industria y en otras ramas de la ciencia, etc. A la hora de seleccionar una sonda de este tipo debe tenerse en consideraci?n el tipo de conector. Los dos tipos son el modelo est?ndar, con pines redondos y el modelo miniatura, con pines chatos, siendo estos ?ltimos (contradictoriamente al nombre de los primeros) los m?s populares. Otro punto importante en la selecci?n es el tipo de termopar, el aislamiento y la construcci?n de la sonda. Todos estos factores tienen un efecto en el rango de temperatura a medir, precisi?n y fiabilidad en las lecturas.

6. 2.1 tipos de termopares Tipo K (Cromo (Ni-Cr) Chromel / Aluminio (aleaci?n de Ni -Al) Alumel): con una amplia variedad de aplicaciones, est? disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. Tienen un rango de temperatura de -200 ?C a +1.372 ?C y una sensibilidad 41?V/?C aprox. Tipo E (Cromo / Constant?n (aleaci?n de Cu-Ni)): No son magn?ticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ?mbito criog?nico. Tienen una sensibilidad de 68 ?V/?C. Tipo J (Hierro / Constant?n): debido a su limitado rango, el tipo J es menos popular que el K. Son ideales para usar en viejos equipos que no aceptan el uso de termopares m?s modernos. El tipo J no puede usarse a temperaturas superiores a 760 ?C ya que una abrupta transformaci?n magn?tica causa una descalibraci?n permanente. Tienen un rango de -40?C a +750?C y una sensibilidad de ~52 ?V/?C.

7. Tipo N (Nicrosil (Ni-Cr-Si / Nisil (Ni-Si)): es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidaci?n de altas temperaturas, y no necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S que son m?s caros.

8. Termopares mas estables los termopares tipo B, R y S son los m?s estables, pero debido a su baja sensibilidad (10 ?V/?C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300 ?C).

9. Tipo B (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): son adecuados para la medici?n de altas temperaturas superiores a 1.800 ?C. El tipo B por lo general presentan el mismo resultado a 0 ?C y 42 ?C debido a su curva de temperatura/voltaje. Tipo R (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): adecuados para la medici?n de temperaturas de hasta 1.300 ?C. Su baja sensibilidad (10 ?V/?C) y su elevado precio quitan su atractivo. Tipo S (Platino / Rodio): ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1.300 ?C, pero su baja sensibilidad (10 ?V/?C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibraci?n universal del punto de fusi?n del oro (1064,43 ?C). Tipo T: es un termopar adecuado para mediciones en el rango de -200 ?C a 0 ?C. El conductor positivo est? hecho de cobre y el negativo, de constant?n.

10. Desviaci?n t?rmica Al calentar la masa de los termopares se extrae energ?a que afectar? a la temperatura que se trata determinar. Consid?rese por ejemplo, medir la temperatura de un l?quido en un tubo de ensayo: existen dos problemas potenciales. El primero es que la energ?a del calor viajar? hasta el cable del termopar y se disipar? hacia la atm?sfera reduciendo as? la temperatura del l?quido alrededor de los cables. Un problema similar puede ocurrir si un termopar no est? suficientemente inmerso en el l?quido, debido a un ambiente de temperatura de aire m?s fr?o en los cables, la conducci?n t?rmica puede causar que la uni?n del termopar est? a una temperatura diferente del l?quido mismo. En este ejemplo, un termopar con cables m?s delgados puede ser ?til, ya que causar? un gradiente de temperatura m?s pronunciado a lo largo del cable del termopar en la uni?n entre el l?quido y el aire del ambiente. Si se emplean termopares con cables delgados, se debe prestar atenci?n a la resistencia de la gu?a. El uso de un termopar con delgados cables conectado a un termopar de extensi?n mucho m?s gruesa a menudo ofrece el mejor resultado.

11. Diagrama de un termopar

12. Termistor NTC Un Termistor NTC (Negative Temperature Coefficient) es una resistencia variable cuyo valor va decreciendo a medida que aumenta la temperatura. Son resistencias de coeficiente de temperatura negativo, constituidas por un cuerpo semiconductor cuyo coeficiente de temperatura es elevado, es decir, su conductividad crece muy r?pidamente con la temperatura. Se emplean en su fabricaci?n ?xidos semiconductores de n?quel, zinc, cobalto, ?tc. La relaci?n entre la resistencia y la temperatura no es lineal sino exponencial: donde A y B son constantes que dependen del termistor.

13. La caracter?stica tensi?n-intensidad (V/I) de un termistor NTC presenta un car?cter peculiar ya que, cuando las corrientes que lo atraviesan son peque?as, el consumo de potencia (R * I2) ser? demasiado peque?o para registrar aumentos apreciables de temperatura, o lo que es igual, descensos en su resistencia ?hmica; en esta parte de la caracter?stica, la relaci?n tensi?n-intensidad ser? pr?cticamente lineal y en consecuencia cumplir? la ley de Ohm. Si seguimos aumentando la tensi?n aplicada al termistor, se llegar? a un valor de intensidad en que la potencia consumida provocar? aumentos de temperatura suficientemente grandes como para que la resistencia del termistor NTC disminuya apreciablemente, increment?ndose la intensidad hasta que se establezca el equilibrio t?rmico. Ahora nos encontramos, pues, en una zona de resistencia negativa en la que disminuciones de tensi?n corresponden aumentos de intensidad.

14. Termistor NTC

15. Termistor PTC Un termistor PTC (Positive Temperature Coefficient) es una resistencia variable cuyo valor se ve aumentado a medida que aumenta la temperatura. Los termistores PTC se utilizan en una gran variedad de aplicaciones: limitaci?n de corriente, sensor de temperatura, desmagnetizaci?n y para la protecci?n contra el recalentamiento de equipos tales como motores el?ctricos. Tambi?n se utilizan en indicadores de nivel, para provocar retardos en circuitos, como termostatos, y como resistores de compensaci?n. El termistor PTC pierde sus propiedades y puede comportarse eventualmente de una forma similar al termistor NTC si la temperatura llega a ser demasiado alta.

16. Las aplicaciones de un termistor PTC est?n, por lo tanto, restringidas a un determinado margen de temperaturas. Hasta un determinado valor de voltaje, la caracter?stica I/V sigue la ley de Ohm, pero la resistencia aumenta cuando la corriente que pasa por el termistor PTC provoca un calentamiento y se alcanza la temperatura de conmutaci?n. La caracter?stica I/V depende de la temperatura ambiente y del coeficiente de transferencia de calor con respecto a dicha temperatura ambiente.


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