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CAPITULO 4
TRANSDUCTORES DE TEMPERATURA
4.1

Medición de temperatura.
La temperatura es uno de los fenómenos físicos que con mayor frecuencia se mide en

los procesos industriales. Esta se mide básicamente a partir de cambios en las propiedades de
diversos materiales al ser influidos por la temperatura entre los cuales podemos contar:

a)

Variaciones en elvolumen o en el estado de los cuerpos (sólidos, líquidos o gases).

b)

Variaciones en la resistencia de algún conductor (sondas de resistencias).

c)

Variación en la resistencia de algún semiconductor (termistores).

d)

Fuerza electromotriz generada en la unión de dos metales distintos (termopares).

e)

Intensidad de la radiación emitida por un cuerpo (pirómetros de radiación).f)

Fenómenos utilizados en el laboratorio (velocidad del sonido de un gas, frecuencia de
resonancia de un cristal, etc).

Temperatura
La temperatura está definida como la energía promedio por molécula de un material.

Existen cuatro tipos de unidades para la medición de temperatura que primordialmente
definen escalas de temperatura. Para definir las escalas de temperatura se utilizandiferentes
puntos de calibración. Para cada una de las escalas, la energía promedio por molécula se define
a partir de condiciones existentes entre los estados o fases sólida, líquida y gaseosa de algunos
materiales puros. Se considera un estado de equilibrio de un material puro cuando el cambio de
fase sólido-líquido, líquido-sólido del material ocurre a la misma temperatura en ambasdirecciones.

Los puntos de calibración más comunes son:

1. Equilibrio del oxígeno líquido-gas.
2. Equilibrio del agua sólido-líquido.
3. Equilibrio del agua líquido-gas.
4. Equilibrio del oro sólido-líquido.

Escalas de temperatura absolutas.

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Son aquellas donde se designa como la unidad de temperatura cero a aquella donde no
existe energía térmica. Las dosunidades para medición de temperatura absoluta son el Kelvin y
el Rankine, y difieren entre sí sólo por la cantidad de energía representada por una unidad de
medición. La relación entre ambos sistemas es:
5
T(K) = 9 T(R)

Escalas de temperatura relativas.
Son aquellas donde el cero de la escala no equivale a cero energía térmica. Existen dos
unidades de este tipo denominadas escalas Celsius yFarenheit respectivamente con unidades
en grados centígrados (oC) y grados Farenheit (oF) relacionadas con las escalas Kelvin y
Rankine respectivamente a partir de las relaciones:
T(oC) = T(K) - 273.15
T(oF) = T(K) - 456.60

La transformación de las unidades Celsius a Farenheit está dada por:
9
T(oF) = 5 T(oC) + 32

La

tabla 4.1 muestra los valores en cada una de las escalas en lospuntos de

calibración mencionados anteriormente

Es posible relacionar la temperatura a energía térmica en Joules usando la constante de
Boltzman que aunque no dá resultados exactos para la totalidad de los casos, representa una
aproximación aceptable para la declaración de que la energía de una molécula puede ser
expresada en función de la temperatura en grados Kelvin por medio de larelación:
3
1
W TH = 2 K T(K) = 2 m VTH

donde K = 1.38x10-23 J/ok es la constante de Boltzman, y el último término representa la
energía cinética siendo VTH la velocidad térmica promedio de la molécula de un gas.

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TABLA 4.1. Puntos de calibración para las diferentes escalas de temperatura.

Transductores de temperatura.
Los transductores electrónicos para mediciónde temperatura se clasifican en :

1. Termómetros de Resistencia.
2. Termistores.
3. Termopares.
4. Termómetros de unión PN.
5. Circuitos integrados sensores de temperatura.
6. Circuitos de conversión de temperatura a frecuencia.

4.2

Termómetros de resistencia.
Los conductores generalmente muestran un incremento en su resistencia con la

temperatura, que se rige por la siguiente...