Sensores
Páginas: 10 (2355 palabras)
Publicado: 22 de abril de 2012
Sensores de temperatura
Introducción
La temperatura es una variable crítica utilizada para controlar la calidad
de los productos en muchos procesos industriales. En este capítulo
examinaremos las características generales de algunos tipos de
sensores electrónicos empleados comúnmente en los ambientes
industriales para medir y controlar temperatura de forma precisa,
incluyendotermostatos, termorresistencias, termocuplas, pirómetros de
radiación y sensores de silicio.
Generalidades
Muchos procesos industriales requieren el control preciso de la temperatura para producir resultados de calidad o prevenir sobrecalentamientos, rupturas, explosiones y otros tipos de problemas. Las temperaturas elevadas, por ejemplo, son necesarias para ablandar metales y fundir plásticos antesde ser moldeados en formas específicas. Asimismo, las bajas temperaturas son necesarias para conservar los productos perecederos en una industria procesadora de alimentos. De otro lado, una condición de sobre temperatura en un sistema cerrado digamos una caldera, puede provocar una excesiva presión. También se requieren condiciones de temperatura precisas para combinar los ingredientes deproductos químicos.
Actualmente se dispone de una gran variedad de dispositivos e instrumentos para la medición precisa de la temperatura, los cuales proporcionan una indicación visual o una señal de realimentación mecánica o eléctrica que puede ser utilizada en un sistema de lazo cerrado para permitir el control automático de procesos térmicos.
Pueden ser clasificados, dependiendo de su principiode funcionamiento:
• Sensores bimetálicos. Popularmente conocidos como termostatos, son básicamente interruptores que producen una salida del tipo (on-off) "todo o nada" y conmutan de un estado al otro cuando se alcanza un determinado valor de temperatura. Los termostatos conmutan automáticamente de un estado al otro. Constan generalmente de un bimetal, es decir una pieza formada por dos metalescon distinto coeficiente de dilatación térmica, la cual se deforma según un arco circular uniforme cuando se produce un cambio de temperatura.
Este tipo de sensores se fabrican para detectar temperaturas desde -75°C hasta +540°C y son también muy utilizados como dispositivos de protección en circuitos eléctricos. En este último caso, el bimetal es auto calentado por la propia corriente que sedesea monitorear hasta que alcanza una temperatura límite, relacionada con
la comente máxima admisible. Cuando esto sucede, acciona un contacto eléctrico que inte¬rrumpe el circuito. En este principio se basan, por ejemplo, los relés térmicos
• Sensores termorresistivos.
También denominados termorresistencias, son dispositivos cuya resistencia cambia a medida que lo hace la temperatura. Los másconocidos son los detectores de temperatura resistivos o RTD (resistance temperature detectors), basados en materiales metálicos como el platino y el níquel, y los termistores, basados en óxidos metálicos semiconductores.
• Sensores termoeléctricos.
Popularmente conocidos como termocuplas o termopares, son dispositivos que producen un voltaje proporcional a la diferencia de temperaturaentre el punto de unión de dos alambres metálicos disímiles (unión ca¬liente) y cualquiera de los extremos libres (unión fría). Este fenómeno se denomina efecto Seebeck.
• Sensores monolíticos o de silicio.
Son dispositivos basados en las propiedades
térmicas de las uniones semiconductoras (PN), particularmente la dependencia de la tensión base emisor (VBE) de los transistores bipolares con latemperatura cuando la corriente de colector es constante. Generalmente incluyen sus propios circuitos de procesamiento de señales, así como varias funciones de interface especiales con el mundo externo.
• Sensores piroeléctricos.
También denominados termómetros de radiación,
son dispositivos que miden indirectamente la temperatura a partir de la medición de la radiación térmica infrarroja...
Introducción
La temperatura es una variable crítica utilizada para controlar la calidad
de los productos en muchos procesos industriales. En este capítulo
examinaremos las características generales de algunos tipos de
sensores electrónicos empleados comúnmente en los ambientes
industriales para medir y controlar temperatura de forma precisa,
incluyendotermostatos, termorresistencias, termocuplas, pirómetros de
radiación y sensores de silicio.
Generalidades
Muchos procesos industriales requieren el control preciso de la temperatura para producir resultados de calidad o prevenir sobrecalentamientos, rupturas, explosiones y otros tipos de problemas. Las temperaturas elevadas, por ejemplo, son necesarias para ablandar metales y fundir plásticos antesde ser moldeados en formas específicas. Asimismo, las bajas temperaturas son necesarias para conservar los productos perecederos en una industria procesadora de alimentos. De otro lado, una condición de sobre temperatura en un sistema cerrado digamos una caldera, puede provocar una excesiva presión. También se requieren condiciones de temperatura precisas para combinar los ingredientes deproductos químicos.
Actualmente se dispone de una gran variedad de dispositivos e instrumentos para la medición precisa de la temperatura, los cuales proporcionan una indicación visual o una señal de realimentación mecánica o eléctrica que puede ser utilizada en un sistema de lazo cerrado para permitir el control automático de procesos térmicos.
Pueden ser clasificados, dependiendo de su principiode funcionamiento:
• Sensores bimetálicos. Popularmente conocidos como termostatos, son básicamente interruptores que producen una salida del tipo (on-off) "todo o nada" y conmutan de un estado al otro cuando se alcanza un determinado valor de temperatura. Los termostatos conmutan automáticamente de un estado al otro. Constan generalmente de un bimetal, es decir una pieza formada por dos metalescon distinto coeficiente de dilatación térmica, la cual se deforma según un arco circular uniforme cuando se produce un cambio de temperatura.
Este tipo de sensores se fabrican para detectar temperaturas desde -75°C hasta +540°C y son también muy utilizados como dispositivos de protección en circuitos eléctricos. En este último caso, el bimetal es auto calentado por la propia corriente que sedesea monitorear hasta que alcanza una temperatura límite, relacionada con
la comente máxima admisible. Cuando esto sucede, acciona un contacto eléctrico que inte¬rrumpe el circuito. En este principio se basan, por ejemplo, los relés térmicos
• Sensores termorresistivos.
También denominados termorresistencias, son dispositivos cuya resistencia cambia a medida que lo hace la temperatura. Los másconocidos son los detectores de temperatura resistivos o RTD (resistance temperature detectors), basados en materiales metálicos como el platino y el níquel, y los termistores, basados en óxidos metálicos semiconductores.
• Sensores termoeléctricos.
Popularmente conocidos como termocuplas o termopares, son dispositivos que producen un voltaje proporcional a la diferencia de temperaturaentre el punto de unión de dos alambres metálicos disímiles (unión ca¬liente) y cualquiera de los extremos libres (unión fría). Este fenómeno se denomina efecto Seebeck.
• Sensores monolíticos o de silicio.
Son dispositivos basados en las propiedades
térmicas de las uniones semiconductoras (PN), particularmente la dependencia de la tensión base emisor (VBE) de los transistores bipolares con latemperatura cuando la corriente de colector es constante. Generalmente incluyen sus propios circuitos de procesamiento de señales, así como varias funciones de interface especiales con el mundo externo.
• Sensores piroeléctricos.
También denominados termómetros de radiación,
son dispositivos que miden indirectamente la temperatura a partir de la medición de la radiación térmica infrarroja...
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