Sensores de Temperatura: Termopares, Termistores, Termorresistencias y Más

1. Termopar

Un termopar es un dispositivo formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck), el cual es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos, denominado "punto caliente", y el otro, denominado "punto frío" o unión fría (o de referencia).

En instrumentación industrial, los termopares son ampliamente usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas.

Selección de los Alambres del Termopar

La selección se realiza en base a:

• Resistencia a la corrosión, oxidación, reducción y cristalización.
• Fuerza electromotriz (f.e.m.) relativamente alta.
• Estabilidad.
• Bajo costo.
• Baja resistencia eléctrica.
• Aumento de la f.e.m. paralelo al aumento de la temperatura.

2. Termistor

Un termistor es un semiconductor electrónico con un coeficiente de temperatura negativo de valor elevado. Cuando aumenta la temperatura, disminuye la resistencia. Por lo tanto, presenta variaciones rápidas y grandes para pequeños cambios de temperatura. Son de pequeño tamaño; su tiempo de respuesta depende de la capacidad térmica y de la masa del termistor.

3. Termorresistencia

Una termorresistencia está basada en la variación del valor de la resistencia eléctrica de un conductor metálico en función de la temperatura. La relación se puede expresar como:

R(t) = R0 (1 + at)

Hay dos tipos principales:

• Metálicos
• Semiconductores

4. Pirómetros de Radiación

Los pirómetros de radiación se emplean para medir altas temperaturas, captando toda o gran parte de la radiación emitida por el cuerpo a analizar. Se fundamentan en la ley de Stefan-Boltzmann, que establece que la intensidad de energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo negro aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo.

5. Termómetros de Dilatación

5.1 Termómetro de Bulbo y Capilar

Consisten en un bulbo con un fluido conectado por un capilar a un tubo de Bourdon. Cuando la temperatura del bulbo cambia, el fluido se expande y el tubo de Bourdon tiende a dilatarse o contraerse, moviendo una aguja para indicar la variación de temperatura en el bulbo.

5.2 Termómetro de Vidrio

Consta de un depósito de vidrio que contiene un fluido que, al calentarse, se dilata y sube por el tubo capilar. Su uso está limitado por las características del punto de solidificación y el punto de ebullición del líquido utilizado.

5.3 Termómetro Bimetálico

Está formado por dos láminas soldadas con distintos coeficientes de dilatación. Los metales se dilatan frente al calor de forma distinta; por esto, al variar la temperatura, el conjunto tiende a curvarse. Estos termómetros no precisan engranajes y tienen una duración prácticamente ilimitada.