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Capítulo 3: Elementos sensores y transductores de
temperatura
En el presente capítulo se describen los conceptos de temperatura, medición de
temperatura, así como la descripción de las características y especificaciones de varios
elementos sensores y transductores de temperatura.
3.1 CONCEPTO DE TEMPERATURA
Se considera que la temperatura es un concepto intuitivo que nos indica cuando un
cuerpoestá “caliente” o “frío”; según la segunda ley de la termodinámica, la
temperatura se relaciona con el calor, porque se sabe que el calor fluye sólo de un
cuerpo con alta temperatura a otro con baja temperatura, en ausencia de otros efectos.
Específicamente, la temperatura es una medida del promedio de la energía cinética de
las partículas en una unidad de masa, expresada en unidades de grados enuna escala
estándar.
Se le considera también una variable de estado, la cual, junto con otras variables, como
la masa, capacidad térmica específica, describe el contenido de energía de un cuerpo.
En un contexto físico, el calor es la medida de la cantidad de energía intrínseca
contenida en un cuerpo debida al movimiento aleatorio de sus moléculas y sus átomos;
de la misma forma que la energíamecánica poseída por un cuerpo aumenta con el
incremento de su velocidad, la energía térmica de un cuerpo o gas aumenta con el
incremento de su temperatura.
La teoría cinética de los gases y de la termodinámica estadística muestra que la
temperatura se relaciona con la energía cinética promedio de las moléculas de un gas
ideal.
Ya que la presión, volumen, resistencia eléctrica, coeficiente de expansión,están
relacionados con la temperatura mediante la estructura fundamental molecular, cambian
con la temperatura y estos cambios pueden usarse a fin de medirla. La calibración puede
realizarse comparando con estándares, además la temperatura forma parte de las 7
unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades (SI).
La unidad fundamental de la temperatura es el Kelvin, a 0 K (cero absoluto),las
moléculas de cualquier cuerpo están en reposo y en consecuencia no pueden poseer
energía térmica alguna, esto significa, que nunca habrá temperaturas negativas.
Relacionado con el concepto de temperatura, está la transferencia de calor, que se
efectúa al entrar en contacto dos cuerpos o sistemas a distinta temperatura.
Desde este punto de vista, la temperatura puede ser considerada como unpotencial de
energía, y la diferencia de temperatura como la fuerza que impulsa la transferencia de
calor desde un objeto o sistema hacia otro, cuya temperatura es menor.

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Diversos procesos industriales requieren un control de temperatura exacto, ya que otros
parámetros físicos, como el volumen y la presión, dependen de la medida de la
temperatura.
Reacciones químicas, y cambios de fase desustancias, se efectúan a temperaturas
específicas, de ahí la importancia de emplear un método confiable de medición de
temperatura.
3.2 MEDICIÓN DE TEMPERATURA
No es posible realizar una medición de temperatura directamente, sin embargo, pueden
ser observados los efectos en otras variables físicas dependientes de la temperatura,
como resistencia eléctrica, expansión volumétrica de un líquido o un gas,presión de
vapor, características del espectro, entre algunos otros.
Continuamente se lleva a cabo una optimización de procesos de medición de
temperatura, para poder realizar una medición de forma rápida, exacta, y que sea
repetitiva por periodos largos de tiempo.
3.2.1 ESCALAS DE TEMPERATURA
Las dos escalas de temperatura en uso son la escala Fahrenheit y la escala Celsius.
Dichas escalas sebasan en una especificación del número de incrementos entre el punto
de congelación y el punto de ebullición del agua a la presión atmosférica normal.
La escala Celsius tiene 100 unidades entre estos puntos, en tanto que la escala
Fahrenheit tiene 180 unidades.
La escala Celsius absoluta se llama escala Kelvin, en tanto que la escala Fahrenheit
absoluta se denomina escala Rankine. Ambas escalas...