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Sensores de Temperatura

18/01/2018 14:45 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Los termistores están construidos con un material semiconductor de tipo cerámico utilizando tecnología de óxido metálico como manganeso, cobalto y níquel, etc

Los termistores se clasifican por su valor resistivo a temperatura ambiente (normalmente a 25oC), su constante de tiempo (el tiempo para reaccionar al cambio de temperatura) y su potencia nominal con respecto a la corriente que fluye a través de ellos. Al igual que las resistencias, los termistores están disponibles con valores de resistencia a temperatura ambiente desde 10 s de M? hasta sólo unos pocos Ohms, pero para fines de detección se utilizan generalmente aquellos tipos con valores en kilo-ohmios.

Detectores de Temperatura Resistivos (RTD).

Otro tipo segun los fabricantes sensores temperatura, la resistencia eléctrica es el Detector de Temperatura de Resistencia o RTD. Los RTD son sensores de temperatura de precisión fabricados con metales conductores de alta pureza como el platino, el cobre o el níquel enrollados en una bobina y cuya resistencia eléctrica cambia en función de la temperatura, similar a la del termistor. También están disponibles RTD de película fina. Estos dispositivos tienen una fina película de pasta de platino que se deposita en un sustrato cerámico blanco.

Los detectores de temperatura resistivos tienen coeficientes de temperatura positivos (PTC) pero a diferencia del termistor, su salida es extremadamente lineal produciendo mediciones muy precisas de la temperatura.

Sin embargo, tienen una sensibilidad térmica muy baja, es decir, un cambio de temperatura sólo produce un cambio de potencia muy pequeño, por ejemplo, 1? /oC.

Los tipos más comunes de RTD's están hechos de platino y se llaman Platinum Resistance Thermometer o PRT's con el más comúnmente disponible de todos los sensores Pt100, que tiene un valor de resistencia estándar de 100? a 0oC. La desventaja es que el platino es caro y una de las principales desventajas de este tipo de dispositivo es su costo.

Al igual que el termistor, los RTD's son dispositivos resistivos pasivos y al pasar una corriente constante a través del sensor de temperatura es posible obtener una tensión de salida que aumenta linealmente con la temperatura. Una RTD típica tiene una resistencia base de aproximadamente 100? a 0oC, aumentando a unos 140? a 100oC con un rango de temperatura de funcionamiento de -200 a +600oC.

Debido a que el RTD es un dispositivo resistivo, necesitamos pasar una corriente a través de ellos y monitorear el voltaje resultante. Sin embargo, cualquier variación en la resistencia debida al autocalentamiento de los cables resistivos a medida que la corriente fluye a través de él, I2R, (Ley de OHMS) causa un error en las lecturas. Para evitar esto, el RTD se conecta normalmente a una red de Whetstone Bridge que tiene cables de conexión adicionales para la compensación de plomo y/o conexión a una fuente de corriente constante.

El Termopar

El Termopar es, con diferencia, el tipo de sensor de temperatura más comúnmente utilizado. Los termopares son populares por su simplicidad, facilidad de uso y rapidez de respuesta a los cambios de temperatura, debido principalmente a su pequeño tamaño. Los termopares también tienen el rango de temperatura más amplio de todos los sensores de temperatura desde -200oC hasta más de 2000oC.

Los termopares son sensores termoeléctricos que consisten básicamente en dos empalmes de metales disímiles, como el cobre y el constantan, que se sueldan o engastan entre sí. Una unión se mantiene a una temperatura constante llamada la unión de referencia (fría), mientras que la otra la unión de medición (caliente). Cuando las dos uniones están a diferentes temperaturas, se desarrolla una tensión a través de la unión que se utiliza para medir el sensor de temperatura como se muestra a continuación.

Construcción del termopar

El principio de funcionamiento de un termopar es muy simple y básico. Al fusionarse, la unión de los dos metales disímiles como el cobre y el Constantan produce un efecto "termoeléctrico" que da una diferencia de potencial constante de sólo unos pocos milivoltios (mV) entre ellos. La diferencia de voltaje entre las dos uniones se denomina "efecto Seebeck", ya que se genera un gradiente de temperatura a lo largo de los cables conductores que producen una emf. Entonces la tensión de salida de un termopar depende de los cambios de temperatura.

Si ambos empalmes están a la misma temperatura, la diferencia de potencial entre los dos empalmes es cero, es decir, no hay salida de tensión como V1 = V2. Sin embargo, cuando los empalmes se conectan dentro de un circuito y ambos están a diferentes temperaturas se detectará una salida de voltaje relativa a la diferencia de temperatura entre los dos empalmes, V1 - V2. Esta diferencia de voltaje aumentará con la temperatura hasta que se alcance el nivel de voltaje pico de las uniones y esto está determinado por las características de los dos metales diferentes utilizados.

Los termopares pueden fabricarse con una variedad de materiales diferentes, lo que permite temperaturas extremas de

entre -200oC y más de +2000oC a medir. Con una gama tan amplia de materiales y rangos de temperatura, se han desarrollado normas reconocidas internacionalmente con códigos de color de termopares que permiten al usuario elegir el sensor de termopar adecuado para una aplicación en particular.


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Autor:
Damelis (1 noticias)
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