Sensores

Elección del sensor adecuado para un instrumento de medición de temperatura en una máquina fusionadora de telas

I. Abstracto

Existen en la actualidad una gran variedad de sensores de temperatura, cada uno con características propias. La elección de uno u otro dependerá obviamente de la aplicación que se tenga en mente. Para el caso del diseño del instrumento de medición de temperatura enuna máquina fusionadora de telas, los factores a considerar son: rangos de temperatura, precisión de la medición, fuentes de ruido externo, entre otros. Este trabajo tiene como objetivo dar una reseña de los tipos de sensores de temperatura que existen en la actualidad, sus características y principales usos, asi como determinar el sensor o sensores adecuados para un instrumento de medición detemperatura en una máquina fusionadora de telas.
II. Desarrollo

Temperatura
La temperatura es uno de los fenómenos físicos que mayormente se mide en los diferentes procesos de la industria. Su medición está basada en el hecho de que la propiedades de algunos materiales cambian al cambiar su temperatura. Dentro de estas variaciones podemos encontrar: variaciones en el volumen, tal como sucede conlos cuerpos líquidos, gases y sólidos; variaciones en la resistencia eléctrica de algún conductor; variación de la resistencia de algún semiconductor; fem generada en la unión de dos metales; radiación emitida por un cuerpo, tal como sucede con los pirómetros.
La temperatura como unidad de medida puede ser referenciada a escalas de temperatura absoluta como son el Kelvin y el Ranking, donde sedesigna como la unidad de temperatura cero a aquella donde no existe energía térmica o a escalas de temperatura relativas en donde el cero de la escala no equivale a cero energía térmica, tal es el caso de las escalas Celsius y Fahrenheit, en donde se toma como referencia los puntos de congelación y ebullición del agua.
Transductores de temperatura
Comenzaremos diciendo que un sensor otransductor se considera activo cuando requiere de una fuente externa de excitación ya que a través de él debe pasar una corriente eléctrica para que mediante la caída de voltaje se pueda determinar la variación de la resistencia que corresponde a las variaciones de la temperatura. Por otro lado, un sensor o transductor se considera pasivo o autogenerador cuando éste genera su propia señal de salidaeléctrica.
Existen diferentes clasificaciones de los sensores de temperatura, en general podemos decir que existen tres familias de estos sensores: electromecánicos, electrónicos y resistivos.
Electromecánicos
Este tipo de sensores están formados por dos metales unidos bajo temperatura y presión, los cuales forman una sola pieza de metal. Los dos metales escogidos tienen diferentes coeficientes dedilatación térmica, lo cual es utilizado para convertir la energía térmica en movimiento electromecánico. Los termostatos bimetálicos es un ejemplo de este tipo de sensores. Dentro de esta categoría se encuentran también los termostatos capilares, los cuales hacen uso de la acción capilar cuando se hace expandir y contraer un líquido mediante lo cual se pueden abrir o cerrar los contactos de uninterruptor.


Electrónicos
Los sensores de silicón hacen uso de las propiedades de resistencia eléctrica de los materiales semiconductores. Especialmente a bajas temperaturas, los sensores de silicón proveen una muy cercana linealidad de la resistencia vs temperatura también conocido como coeficiente de temperatura positivo (la resistencia eléctrica es función directa de la temperatura). Otro tipode sensor electrónico es el pirómetro infrarrojo, cuyo funcionamiento se basa en que todos los cuerpos emiten energía infrarroja cuya intensidad es proporcional a su temperatura. Los sensores infrarrojos miden la energía infrarroja emitida y la convierten a un voltaje.
Los termopares son otro tipo de sensores clasificados como electrónicos. Los termopares se forman por la unión de dos...