ciencias

Capítulo 20. Adquisición y control automático. Temperatura

Pág 1

20B
TEMPERATURA
1.- MEDIDA DE LA TEMPERATURA
1.1 INTRODUCCION
1.2 ESCALAS DE TEMPERATURA Y RELACIONES
1.3 DEFINICIONES
1.4 RESPUESTA
DINÁMICA
TEMPERATURA

DE

LOS

TRANSDUCTORES

1.5 RTD: DETECTORES DE TEMPERATURA RESISTIVOS

2.- MEDIDA DE LA TEMPERATURA CON LA PT100
2.1 PUENTE DE WHEATSTONE: RT = f (Vd)2.2 RELACIÓN ENTRE RESISTENCIA Y TEMPERATURA
2.3 RESUMEN DEL PROCESO
2.4 CIRCUITOS DE MEDIDA DEL PUENTE
2.5 CIRCUITO DE CONTROL DE POTENCIA
2.6 REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS

DE

Capítulo 20. Adquisición y control automático. Temperatura

Pág 2

1. MEDIDA DE LA TEMPERATURA.
1.1. INTRODUCCIÓN.
La temperatura es una cantidad intensiva, es decir, si se unen dos cuerpos a la mismatemperatura, la temperatura final es la misma, no el doble.
La temperatura permite conocer el nivel térmico de un cuerpo. Su medida se basa en la ley
fundamental de la termodinámica: cuando dos cuerpos están en equilibrio térmico con un
tercero, los tres están a la misma temperatura.
Existe equilibrio térmico entre dos cuerpos en contacto cuando no se transfieren calor el uno al
otro.
La medida detemperatura presupone un intercambio de calor entre el cuerpo a medir y el
transductor, hasta alcanzar el equilibrio térmico. Por este motivo, hay que tener presente que el
hecho de hacer una medida implica un cambio de la magnitud a medir y por tanto un error
implícito en la medida.

1.2. ESCALAS DE TEMPERATURAS Y RELACIONES.
HIELO

VAPOR

DIFERENCIA

Cero Abs.

CELSIUS 0 C

0100

100

-273.15

FARENHEIT 0 F

32

212

180

-459.67

RANKINE 0 R

491.7

671.7

180

0

KELVIN 0 K

273.15

373.15

100

0

° C = ( ° F - 32)

5
9
; ° F = ° C+ 32
9
5

° R = ° F + 459.67
K = ° C+ 273.15

Capítulo 20. Adquisición y control automático. Temperatura

Pág 3

1.3. DEFINICIONES.
Transferencia de calor: es el intercambio de energíacalorífica. Se puede realizar por uno o
varios de los siguientes medios:
- Conducción: por difusión entre materiales sólidos o fluidos.
- Convección: por el movimiento de un fluido entre dos puntos.
- Radiación: por ondas electromagnéticas.
Flujo calorífico: es la cantidad de calor transferida a través de una superficie unidad por unidad
de tiempo.
Capacidad calorífica: es la cantidad decalor necesaria para aumentar un grado la temperatura
de un sistema o de un cuerpo.
Resistencia térmica: es la oposición que presenta un cuerpo a la transmisión del calor a su
través. Es igual a la diferencia de temperatura entre las caras opuestas del cuerpo dividido por el
flujo calorífico que lo atraviesa.
Conductividad térmica: es la relación entre la velocidad temporal del flujo caloríficopor
unidad de área y el gradiente negativo de temperatura por unidad de espesor en la dirección del
flujo calorífico.
Constante de tiempo térmica: es el tiempo necesario para que la temperatura de un cuerpo
cambie un 63.2% entre el valor inicial y final de temperatura cuando el cuerpo se somete a una
función escalón.
Punto de ebullición: es la temperatura de equilibrio entre las faseslíquida y vapor de una
determinada sustancia.
Punto de congelación: es la temperatura de equilibrio entre las fases liquida y sólida de una
determinada sustancia.

1.4. RESPUESTA DINÁMICA DE LOS TRANSDUCTORES.
Cuando el transductor ha alcanzado la temperatura que se quiere medir, el proceso de
transducción es instantáneo. Pero hasta alcanzar esta temperatura hay un retardo debido a la
inerciatérmica del transductor. Si se introduce en un baño a una temperatura T, la temperatura
indicada por el transductor (Ti) evoluciona de la forma siguiente:
MCp

dTi
- Ah(T - Ti) = 0
dt

Despejando Ti:
T − Ti =

MCp dTi
;
Ah dt

Ti = T −

MCp dTi
dTi
= T −τ
Ah dt
dt

Capítulo 20. Adquisición y control automático. Temperatura

Pág 4

Donde:
M : masa del transductor.
A :...