Control

Sensores de temperatura


 
Termocuplas
 
Detector de resistencia metálica
 
Termistor
 
Sensor de estado sólido
 
Termocuplas
 
Principios Básicos de Operación
 
1-    Las termocuplas están formadas por la unión de dos metales distintos, los cuales se encuentran soldados por uno de sus extremos y por el otro extremo se dejan separados.
  
2-    El voltaje que aparece en los extremos de la unión, conocido como voltaje Seebeck aumenta con la temperatura.
3-    La medición de temperatura es relativa, ya que depende de la unión de la temperatura de la unión de referencia.
4-    De acuerdo al tipo de metales que forman la termocupla, se clasifican las termocuplas: B, C, E, J, K, L, N, R, S, T, U.
 

 
5-    La relaciónvoltaje temperatura es no lineal.
 
Ecuación y Tabla.
 

 
6-    La medición con termocupla requiere la compensación de la unión de referencia.
 
 
 

 
 
 
Es el voltaje a la entrada del amplificador de la tarjeta de adquisición de datos.
 
7-    Métodos de compensación:
1- Unión de referencia a cero grados centígrados.
 

 Por la Ley de los Metales Intermedios esta segunda conexión es equivalente a la primera.
 

Ley de los Metales Intermedios

 
 
2- Medición de la unión de referencia con un sensor por ejemplo resistencia de platino y sumar este voltaje al voltaje de la termocupla. Esta compensación se puede hacer por hardware o por software. Enla compensación por hardware el voltaje del circuito de compensación se suma al voltaje de la termocupla mediante un circuito sumador como se muestra en la figura.
En la compensación por software la suma de los voltajes de los circuitos de la termocupla y compensación se suman en el programa que hace la medición de la temperatura.
 



Compensación por hardware
 Características de las termocuplas.
 
1-    Presentan el más amplio rango de temperatura con respecto a los otros sensores de temperatura.
2-    Son resistentes al ambiente.
3-    Son exactas.
4-    Son sensibles.
5-    Autoalimentadas.
6-    Bajo costo.
7-    Requieren de otro sensor de temperatura.
8-    Son menos estables que otros sensores de temperatura.
 
Ejemplos de Termocuplas
 Termocuplas revestidas
Termocuplas atornillables
Comparación entre termocupla y RTD
 
Instrumentación Asociada a Termocuplas
 
Amplificador de instrumentación de alta ganancia.
Detección de quiebre de la termocupla, para lo cual se requiere amplificador en modo diferencial.
Filtros pasa bajas para reducir ruido.
Compensación de la unión de referencia.
 

 
 
SCXI-1102SCXI-1120
SCXI-1122
Número de entradas
32
8
16
Ganancia del amplificador
1 o 100
programable por software
1 a 2000
seleccionable por jumper
0.1 a 2000
programable por software
Opciones de filtraje
1 Hz
4 Hz o 10 kHz
4 Hz o 10 kHz
 
 
Módulo de Acondicionamiento de Señal para Termocupla de
National Instruments
 

Autoevaluación
 
1-    Describa los principios básicos deoperación de una termocupla.
2-    Una termocupla tipo T mide la temperatura de una caldera. Si la temperatura de la caldera se encuentra a 500 0C y la temperatura ambiente está a 20 0C, ¿cuál es el valor de voltaje a la salida de la termocupla si no existe circuito de compensación de la unión de referencia?
3-    Enuncie las características más importantes de las termocuplas.
4-    ¿Por quées necesario un amplificador de instrumentación de alta ganancia y en modo diferencial en los circuitos con termocupla?

Detector de Resistencia metálica (RTD)
 
Principios Básicos de Operación
 
1-    Se fundamentan en la variación que experimenta la resistencia de los metales con la temperatura. Siendo esta variación aproximadamente lineal con la temperatura.
2-    Uno de los metales...