termocuplas

TERMOPARES.
Introducción.
En el campo de la instrumentación, las mediciones de temperatura son de lo más
común, sin embargo, si no se emplean las técnicas o los equipos adecuados, estasmediciones pueden ser erróneas y/o costosas. El termopar es por mucho el sensor
de temperatura más usado en la industria por diferentes razones, podemos
mencionar entre otras el amplio intervalo detemperatura de uso, su robustez, la
relativa buena exactitud, rápida respuesta a cambios de temperatura, versatilidad
de uso y bajo costo.
El termopar fue descubierto por Thomas Seebeck en 1831. Éldescubrió que una
corriente eléctrica fluía en un circuito cerrado de dos metales distintos cuando una
de las uniones era calentada. La magnitud y dirección de la corriente son función
de la diferencia detemperatura de las uniones y de las propiedades térmicas de
los metales usados en el circuito. A este fenómeno se le conoce como efecto
Seebeck.
Metal A Metal A
Unión Unión
Fría Caliente
Metal BFIGURA 1.
Si abrimos este circuito, obtenemos una diferencia de potencial pequeña
(milivolts), la cual es directamente proporcional a la temperatura de la unión y a la
composición de los dosmetales.
+
Metal A
V
-
Metal B
FIGURA 2.
Medición.
La diferencia de potencial (ddp) no puede ser medida directamente con un
vóltmetro debido a que la unión del termopar con el vóltmetro crea unnuevo
circuito termoeléctrico.
Vamos a suponer por ejemplo, que conectamos un vóltmetro a un termopar tipo T
(Cobre – Constantan) para conocer su ddp.
Vóltmetro U3
Cu Cu
+ + U1
V V1
- -
Cu
CU2
FIGURA 3.
El circuito termoeléctrico equivalente que obtendríamos sería el siguiente:
Cu + - Cu Cu
V3
U3 + U1 + U1
V1 = V1
+ - - + - -
V2
Cu V2 C Cu C
U2 U2
FIGURA 4.
Quisiéramosconocer el valor de V1, pero al conectar el vóltmetro estamos creando
dos uniones más U2 y U3. Debido a que U3 es del mismo metal (cobre – cobre), la
ddp es igual a cero volts (V3 = 0). Sin embargo U2...