Sensores y Transmisores

Elementos y Equipos Eléctricos
6.- Sensores de Temperatura Cada proceso en la industria debe ser controlado de alguna manera, y esta necesidad muchas veces también incluye la medición de la temperatura. Se dispone de una gran variedad de sensores de temperatura para realizar las mediciones de la temperatura. El ingeniero debe decidir cual de los sensores debe seleccionar para cada situación enparticular. A fin de seleccionar el mejor, para cada aplicación, se deben tener en cuenta varios factores: Temperatura Máxima Rango de Temperatura a medir Exactitud Velocidad de respuesta Costo Requerimiento de mantenimiento. Estos factores serán analizados a continuación en relación con los sensores de uso mas frecuente, en las industrias de procesos, Termocuplas, Termo resistencias, Termistores,Sistemas de dilatación, a continuación se describen algunos sensores de temperatura con sus rangos. Estos rangos no representan los extremos alcanzables, sino los limites que pueden medirse con los dispositivos disponibles por lo general en el mercado y que son suministrados por la mayoría de los fabricantes. Se pueden medir mayores y menores temperaturas pero generalmente con una exactitud menory un mayor costo. Sensor de Temperatura Termocuplas Sistemas de Dilatación Termo resistencias Termistores Pirómetros de Radiación 6.1.- Termocuplas Una termocupla es un transductor de temperatura, constituido por dos conductores (alambres), que desarrollan una f.e.m. que es función de la diferencia de temperatura entre sus uniones, una caliente ubicada en el lugar a medir temperatura, y una fríatomada como referencia. Las termocuplas se fabrican con metales puros o sus aleaciones, y se usan para medir temperaturas que van desde los aproximadamente 80 grados hasta aproximadamente los 1800 grados centígrados, con termocuplas estándares, con aleaciones especiales pueden llegarse a temperaturas superiores a los 3000 grados centígrados. A pesar de los avances efectuados con otros sensores detemperatura, las termocuplas continúan siendo los más usados debido al intervalo de temperatura en el cual pueden utilizarse, su bajo costo y su versatilidad, la desventaja mas relevante es que las termocuplas miden diferencias de temperatura y no temperatura absoluta, por lo que debe usarse una junta de referencia. Para la medición de la temperatura, las termocuplas se basan en los siguientesefectos: Efecto Peltier: Dos conductores de diferente composición, a la misma temperatura tienen diferentes densidades de portadores de cargas libres, por lo tanto cuando estos conductores se ponen en contacto entre si por medio de una unión rígida (soldadura), a través de esta Temp. Mínima - 220 º C -195 º C -250 º C -195 º C - 40 º C Temp. Máxima 2800 º C 760 º C 850 º C 450 º C 4000 º C

- 142 -Elementos y Equipos Eléctricos
unión hay una difusión de electrones desde el conductor de mayor densidad electrónica al de menor densidad. Cuando esto sucede el conductor que entrega electrones adquiere una polaridad positiva con respecto al otro, este voltaje es función de la temperatura de la unión entre los conductores que constituyen el par. Sus los coeficientes de temperatura típicos vandesde 10 a 50 micro voltios por grado centígrado. Efecto Thomson: Si en un conductor se mantienen sus extremos a diferentes temperaturas se produce un flujo de calor que tiende a establecer el equilibrio térmico, ese flujo de energía calórico es transportada por electrones, por lo tanto en los extremos del material aparece una diferencia de potencial que es proporcional a la diferencia detemperatura, Los coeficiente típicos de la f.e.m. de Thomson para cero grado centígrado varían desde 2 micro voltios por grado centígrado para el Cu. Hasta menos veintitrés para el Constantán. La combinación de ambos efectos se resume en el llamado efecto Seebeck. Cuando los dos materiales A y B cuyos extremos se hallan a dos temperaturas diferentes T1 y T2, se sueldan en uno de los extremo, aparece...