INGENIERIA DE TEJIDOS

SENSORES DE TEMPERATURA


Sensores Y Acondicionamiento
De Señal.



Resumen

Como primera instancia debemos puntualizar el término de temperatura para comprensión del presente documento, podemos definir la temperatura como una magnitud correspondiente a las nociones denominadas como caliente, tibio o frío, que son fácilmente medidas por medio de un termómetro. Por lo tanto latemperatura es un factor importante en muchos procesos y aspectos ingenieriles. En este documento examinaremos las cualidades generales de algunos sensores de temperatura eléctricos, empleados comúnmente en medios industriales para cuantificar y controlar la temperatura en forma precisa, tomando por ejemplo los termistores, los termopares, sensores de temperatura semiconductores y sensores de temperaturade tipo resistivo.


Palabras clave: Sensor, Temperatura, Termopar, Termistor, Resistividad, semiconductor, fuerza electromotriz (fem).




1. Sensores De Temperatura

Son dispositivos que captan la temperatura presente en un medio o en un equipo instalado, toma esta magnitud analógica ambiental y la transforma en señales eléctricas que son procesados por un equipo eléctrico oelectrónico, con el fin de cuantificar su magnitud.

1.1 Detectores De Temperatura Resistivo (RTD)

El termómetro de resistencia es un instrumento empleado con el objetivo de medir la temperatura aprovechando la dependencia de la resistencia eléctrica de métales, aleaciones y semiconductores con la temperatura; por ello es posible implementar esta propiedad para establecer el carácter del material comoconductor, aislante o semiconductor.

El detector de temperatura resistivo está constituido por un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado, bobinado entre capas de material aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o cerámica.

1.1.1 Características De Sus Componentes

- Alto coeficiente de temperatura de la resistencia, ya que de este modo el instrumento de medidaserá muy sensible.
-Alta resistividad, ya que cuanto mayor sea la resistencia a una temperatura dada, mayor será la variación por grado; mayor sensibilidad.
-Relación lineal resistencia-temperatura.
-Rigidez y ductilidad, lo que permite realizar los procesos de fabricación de estirado y arrollamiento del conductor en las bobinas.


1.1.2 Materiales Usados En Sondas

-Platino
-Níquel-Cobre
-Tungsteno



Figura 1. Detector De Temperatura Resistivo




Figura 2. Símbolo (RTD)




Figura 3. Curva característica (RTD) con níquel cobre y platino



1.2 Termistor

Es un tipo de transductor pasivo, sensible a la temperatura y que experimenta un gran cambio en la resistencia eléctrica cuando está sujeto a pequeños cambios de temperatura. Se trata de un dispositivosemiconductor de dos terminales, relativamente sencillo, compuesto de óxidos metálicos como manganeso, níquel, cobalto, cobre, hierro o titanio.

1.2.1 Clases De Termistores

-PTC:
Positive temperature coefficient: Termistores con coeficiente de temperatura positivo. Son resistencias constituidas por elementos semiconductores de titanio de bario, se caracterizan por modificar su estructuracristalina a una cierta temperatura, en torno a los 100 ºC, correspondiéndole un cambio brusco en su resistencia, pasando de valores de centenares de ohmios a decenas de mega ohmios.

- NTC:
Negative temperature coefficient: Termistores con coeficiente de temperatura negativo altamente sensibles a cambios de temperatura. Dentro de este grupo se encuentra la mayoría de termistores. Estánfabricados con mezclas poli cristalinas de óxido de manganeso y níquel. Los cambios en la resistencia de los NTC, pueden ser debidos bien externamente a cambios en la temperatura ambiente o bien internamente como consecuencia de un auto calentamiento producido por el flujo de corriente en el dispositivo.

1.2.2 Tipos (Según Forma)

-Chip
-Arandela
-Disco
-Barra
-Perla



Figura 4....