Termocuplas y Termistores: Funcionamiento y Aplicaciones Industriales
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Termocuplas: Principios y Funcionamiento
¿Qué son y cómo funcionan las termocuplas?
Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente.
Una termocupla se fabrica con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto Seebeck) del orden de los milivolts, el cual aumenta con la temperatura.
Normalmente, las termocuplas industriales se consiguen encapsuladas dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (vaina). En un extremo está la unión y en el otro el terminal eléctrico de los cables, protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal).
Tipos de Termocuplas
Existen infinidad de tipos de termocuplas. En la tabla aparecen algunas de las más comunes, pero casi el 90% de las termocuplas utilizadas son del tipo J o del tipo K.
Usos Típicos en la Industria
Las termocuplas tipo J se usan principalmente en la industria del plástico, goma (extrusión e inyección) y fundición de metales a bajas temperaturas (Zamac, Aluminio).
La termocupla K se usa típicamente en fundición y hornos a temperaturas menores de 1300 °C, por ejemplo, fundición de cobre y hornos de tratamientos térmicos.
Las termocuplas R, S, B se usan casi exclusivamente en la industria siderúrgica (fundición de acero). Finalmente, las tipo T eran usadas hace algún tiempo en la industria de alimentos, pero han sido desplazadas en esta aplicación por los Pt100.
Compensación de Cero
El principal inconveniente de las termocuplas es su necesidad de compensación de cero. Esto se debe a que en algún punto, habrá que empalmar los cables de la termocupla con un conductor normal de cobre. En ese punto se producirán dos nuevas termocuplas con el cobre como metal para ambas, generando cada una un voltaje proporcional a la temperatura ambiente (Ta) en el punto del empalme.
Termistores: Alternativa a las Termocuplas
Termistores
Tipos de Termistores
NTC: coeficiente de temperatura negativo y PTC: coeficiente de temperatura positivo.
NTC significa que tiene un coeficiente negativo, o sea, que su resistencia disminuye conforme aumenta la temperatura.--- PTC, significa que tiene un coeficiente positivo, o que su resistencia aumenta cuando aumenta su temperatura.
Tabla de Conversión de Temperaturas
kelvin | Grado Celsius | Grado Fahrenheit | Rankine | Grado Réaumur | |
|---|---|---|---|---|---|
| Kelvin | K = K | K = C + 273,15 |
K
= (F + 459,67)
|
K
= Ra
|
K = Re
|
| Grado Celsius | C = K − 273,15 | C = C | C = (F - 32) |
C = (Ra - 491,67)
|
C = Re
|
| Grado Fahrenheit |
F
= K
|
F = C
| F = F | F = Ra − 459,67 |
F = Re
|
| Rankine |
Ra
= K
| Ra = (C + 273,15)
| Ra = F + 459,67 | Ra = Ra |
Ra = Re
|
| Grado Réaumur |
Re
= (K − 273,15)
| Re = C | Re = (F - 32) |
Re = (Ra - 491,67)
| Re = Re |
