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ÍNDICE DE SENSORES DE TEMPERATURA
.
Termómetro bimetálico
Termómetro de bulbo y capilar
- Clase 1 Termómetros actuados por líquido
- Clase 11: Termómetros actuados por vapor
- Clase In: Termómetros actuados por gas
- Clase IV: Termómetros actuados por mercurio
Termómetros de resistencia
Termistores
Termopares
Pirómetros de radiación




Pirómetros ópticos
Pirómetro de infrarrojos
Pirómetro fotoeléctrico
Pirómetros de radiación total
Termómetro Bimetálico
NOMBRE:
Partes del
instrumento:
Funcionamiento:
Rango de
funcionamiento.
Tipo de señal
que emite:
Un termómetro bimetálico típico contiene pocas partes móviles, sólo la
aguja indicadora sujeta al extremo libre de la espiral o de la hélice y el
propio elemento bimetálico.
El eje y el elemento están sostenidos con cojinetes y el conjunto está
construido con precisión para evitar rozamientos. No hay engranajes que
exijan un mantenimiento.
Los termómetros bimetálicos se fundan en el distinto coeficiente de
dilatación de dos metales diferentes, tales como latón, monel o acero y
una aleación de ferroníquel o Invar (35,5 % de níquel) laminados
conjuntamente. Las láminas bimetálicas pueden ser rectas o curvas,
formando espirales o hélices. Los cambios de temperatura producirán
en las láminas diferentes expansiones y esto hará que el conjunto se
doble en arco.
La precisión del instrumento es de ± 1 % Y su campo de medida
de - 200 a
+ 500 C.
0
Señal mecánica
Como se enlaza
en un circuito:
La ventaja de los termómetros bimetálicos sobre los líquidos es su
mayor manejabilidad y su gran abanico de medidas.
Ventajas:
Desventajas. 
Aplicación 
Simbolo

Son ampliamente utilizados en la industria y constituyen el
fundamento del termógrafo, ampliamente utilizado en estaciones
meteorológicas.
NOMBRE:
Termómetro de Bulbo y Capilar
Partes del
instrumento:
Funcionamiento:
Los termómetros tipo bulbo consisten esencialmente en un bulbo
conectado por un capilar a una espiral. Cuando la temperatura del bulbo
cambia, el gas o el líquido en el bulbo se expanden y la espiral tiende a
desenrollarse moviendo la aguja sobre la escala para indicar la elevación
de la temperatura en el bulbo.
 Actuados por líquidos: Los termómetros actuados por líquido
tienen el sistema de medición lleno de líquido y como su
dilatación es proporcional a la temperatura, la escala de
medición resulta uniforme. El volumen del líquido depende
principalmente de la temperatura del bulbo, de la del capilar y
de la del elemento de medición (temperatura ambiente).los
liquidos usados son alcohol y éter.
 Actuados por vapor: Los termómetros actuados por vapor
contienen un líquido volátil y se basan en el principio de
presión de vapor. Al subir la temperatura aumenta la presión de
vapor del líquido. La escala de medición no es uniforme, sino
que las distancias entre divisiones van aumentando hacia la
parte más alta de la escala. La presión en el sistema depende
solamente de la temperatura en el bulbo.
 Actuados por gas: Los termómetros actuados por gas están
completamente llenos de gas. Al subir la temperatura, la
presión de gas aumenta proporcionalmente y por tanto estos
termómetros tienen escalas lineales. La presión en el sistema
depende principalmente de la temperatura del bulbo, pero
también de la temperatura del tubo capilar y del elemento de
medición, siendo necesario compensar la temperatura del
ambiente en el sistema de medición.
 Actuados por mercurio: Los termómetros actuados por mercurio
son similares a los termómetros Actuados por líquidos. Pueden
tener compensación en la caja y compensación total
Rango de
funcionamiento.




Liquido: 150 hasta 500 °C
Gas: -100 - 500 °C
Vapor: -70 – 300 °C
Mercurio: -80 – 520 °C
Señal mecanica
Tipo de señal
que emite:
Como se enlaza
en un circuito:


Ventajas:



Desventajas.



Aa
Aplicación
Simbolo


Actuados por líquidos:
Actuados por vapor: no hay necesidad de compensar la
temperatura ambiente.
Actuados por gas:
Actuados por mercurio:
Actuados por líquidos: para capilares cortos hasta 5 m, sólo hay
que compensar el elemento de medición para evitar errores
debidos a variaciones de la temperatura ambiente Para capilares
más largos hay que compensar también el volumen del tubo.
Actuados por vapor:
Actuados por gas:
Actuados por mercurio:
Termómetro de resistencia
NOMBRE:
Partes del
instrumento:
Funcionamiento:
El elemento consiste usualmente en un arrollamiento de hilo muy fino del
Conductor adecuado bobinado entre capas de material aislante y protegido
con un revestimiento de vidrio o de cerámica.
Miden la temperatura de acuerdo al cambio de electrones en la
resistencia, es decir, si cambia la temperatura cambia el flujo de
electrones en la resistencia y la resistencia tiene un cambio de
temperatura.
Los termómetros de resistencia basan la toma de temperatura en un
alambre de platino integrado dentro del termómetro. Este alambre va
ligado a una resistencia eléctrica que cambia en función de la
temperatura. Es un termómetro que es muy lento en la toma de
temperatura, pero preciso.
Rango de
funcionamiento.
Mide la temperatura de -250 a 950°C
Tipo de señal
que emite:
Eléctrica
Como se enlaza
en un circuito:
Ventajas:
Desventajas.
1. Tiene un alto coeficiente de resistencia.
2.-Alta resistividad.
3.-Relacion lineal resistencia-temperatura.
4.-Rigides y ductilidad.
5.-Estabilidad de las características durante la vida útil del material.

No se podrán medir temperaturas próximas ni superiores a la
de fusión del conductor. En segundo lugar, para poder medir
una temperatura determinada con este método es necesario
que el sensor esté precisamente a dicha temperatura. Habrá
que evitar, pues, auto calentamientos provocados por el
circuito de medida. La capacidad de disipación de calor, para
un determinado sensor en un ambiente concreto, viene dada
por el coeficiente de disipación, y depende del tipo de fluido y
su velocidad, en el caso en que sea posible la evacuación de
calor por convección.

Otra limitación a considerar es la posible presencia de
deformaciones mecánicas, provocan también un cambio en el
valor de la resistencia eléctrica de un conductor.
Aplicación
Simbolo
NOMBRE:
Termistores
Partes del
instrumento:
Funcionamiento:
Rango de
funcionamiento.
Los termistores son semiconductores electrónicos con un coeficiente de
temperatura de resistencia negativo de valor elevado, por lo que presentan
unas variaciones rápidas y extremadamente grandes para los cambios
relativamente pequeños en la temperatura. Los termistores se fabrican con
óxidos de níquel, manganeso, hierro, cobalto, cobre, magnesio, titanio y otros
metales, y están encapsulados.
De -100 a +300 °C
Tipo de señal que
emite:
Eléctrica
Como se enlaza en un
circuito:
Ventajas:
Se usa en los televisores para evitar manchas en los colores.



Desventajas.



Aplicación
La salida de los Termistores se conectan a un circuito de puente de
Wheatone convencional o a otros circuitos demedida de resistencia.
En intervalos amplios de temperatura, los termistores tienen
características no lineales.
Al tener un alto coeficiente de temperatura poseen una mayor
sensibilidad que las sondas de resistencia estudiadas y permiten
incluso intervalosde medida de loe (span).
Son muy pequeños y el tiempo de repuesta depende de la capacidad
térmica y de la masa del termistor variando de 0,5 a 10 segundos
La distancia del termistor y el instrumento de medida puedes ser
considerable siempre que el elemento posea una alta resistencia
comparada con la de los cables de unión.
La corriente que circula a través del circuito debe de ser baja para
garantizar que la variación de la resistencia del elemento sea
exclusivamente a los cambios de temperaturas del proceso.
Los termistores encuentran su principal aplicación en la medición, la
compensación y el control de temperatura, y como medidores de temperatura
diferencial. Se usa en los televisores para evitar manchas en los colores.
Simbolo
NOMBRE:
Termopares
Partes del
instrumento:
Funcionamiento:
El termopar se basa en el efecto descubierto por Seebeck en 1821, de la
Rango de
funcionamiento.
-270 a + 3000 °C
circulación de una corriente en un circuito formado por dos metales
diferentes cuyas uniones (unión de medida o caliente y unión de referencia o
fría) se mantienen a distinta temperatura (fig. 6.17). Esta circulación de
corriente obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el efecto Peltier
que provoca la liberación o absorción de calor en la unión de dos metales
distintos cuando una corriente circula a través de la unión y el efecto
Thomson que consiste en la liberación o absorción de calor cuando una
corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un
gradiente de temperaturas.
Eléctrica
Tipo de señal que
emite:
Como se enlaza en un El circuito galvanométrico se basa en la desviación de una bobina móvil
situada entre dos polos de un imán permanente al pasar a su través la
circuito:
corriente del elemento primario. El paso de esta corriente produce un campo
magnético que se opone al del imán permanente, y la bobina móvil gira hasta
que el par magnético correspondiente es equilibrado por el par de tensión del
muelle. Una aguja indicadora, que está unida rígidamente a la bobina móvil,
se desplaza a lo largo de una escala graduada, calibrada en las unidades de
medida.
Ventajas:





Determinación puntual de la temperatura
Respuesta rápida a la variación de temperatura.
No necesita alimentación.
Rangos de temperaturas grandes
Estabilidad a largo plazo aceptable y fiabilidad elevada.
Desventajas.
Aplicación
Simbolo
 Mantener la unión de referencia a una temperatura constante y
conocida.
 Respuesta no ideal.
 La temperatura máxima de alcance de un termopar debe de ser
menor al punto de fusión.
 El medio donde se va a medir no ataca a los metales de la unión.
 La corriente de alimentación de un termopar debe ser muy
pequeña para despreciar el efecto joule.
En la industria de los metales férricos se usa en la fundición y trataminto
térmico del aluminio
Pirómetros De Radiación
Se fundan en la ley de Stefan-Boltzmann, que dice que la intensidad de energía radiante (en J /s .m)
emitida por la superficie de un cuerpo, aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia de la
temperatura absoluta (K) del cuerpo, es decir, W = Er4.
Desde el punto de vista de medición de temperaturas industriales, las longitudes de onda térmicas
abarcan desde 0,1 micras para las radiaciones ultravioletas, hasta 12 micras para las radiaciones
infrarrojas. La radiación visible ocupa un intervalo entre la longitud de onda de 0,45 micras para el valor
violeta hasta 0,70 micras para el rojo.
Los pirómetros de radiación miden, pues, la temperatura de un cuerpo a distancia en función de su
radiación.
NOMBRE:
Pirómetros Ópticos O Pirómetros Ópticos De Radiación Parcial
Partes del
instrumento:
Consisten esencialmente en un disco rotativo que modula desfasadas la radiación
del objeto y la de una lámpara estándar que inciden en un fototubo multiplicador.
Funcionamiento:
Miden la temperatura de un cuerpo en función de la radiación luminosa que éste
emite. Se basan en la desaparición del filamento de una lámpara al compararlo
visualmente con la imagen del objeto enfocado. Consisten esencialmente en un
disco rotativo que modula desfasadas la radiación del objeto y la de una lámpara
estándar que inciden en un fototubo multiplicador. Éste envía una señal de salida
en forma de onda cuadrada de impulsos de corriente continua que acondicionada
modifica la corriente de alimentación de la lámpara estándar hasta que coinciden
en brillo la radiación del objeto y la de la lámpara. En este momento, la intensidad
de corriente que pasa por la lámpara es función de la temperatura.
El acondicionamiento de señal se realiza con un microprocesador, lo que permite
alcanzar una precisión de ± 0,5 % en la lectura, con la posibilidad adicional de
trabajar en modo continuo o de integrar picos o valles de la radiación, en el caso
del paso de objetos delante del pirómetro.
Rango de
funcionamiento.
750 – 5000 k
Tipo de señal
que emite:
Intensidad de la radiación total emitida por el cuerpo
Como se enlaza
en un circuito:
Ventajas:
Mide la temperatura si estar en contacto con el cuerpo al cual se le quiere
determinar la temperatura o donde se requiere determinar la temperatura
Desventajas.
El pirómetro dirigido sobre una superficie incandescente no nos dará su
temperatura verdadera si la superficie no es perfectamente negra, es decir, que
absorba absolutamente todas las radiaciones y no refleje ninguna. En los casos
generales es preciso hacer una corrección de la temperatura leída (temperatura de
brillo S) para tener en cuenta el valor de absorción (o de emisión ε) de la superficie.
Aplicación
En fundiciones pues mide la temperatura si estar en contacto con el cuerpo
Simbolo
Pirómetros Infrarrojos
NOMBRE:
Partes del
instrumento:
Funcionamiento:
Rango de
funcionamiento.
Tipo de señal
que emite:
La lente, sensor de temperatura.
Capta la radiación espectral del infrarrojo, invisible al ojo humano La lente filtra la
radiación infrarroja emitida por el área del objeto examinado y la concentra en un
sensor de temperatura fotorresistivo (termopar o termistor) que la convierte en
una señal de corriente y a través de un algoritmo interno del instrumento y de la
emisividad del cuerpo enfocado, la pasa a un valor de temperatura. La distancia
focal de la lente varía entre 500 y 1500 mm. El aparato dispone de un
compensador de emisividad que permite corregir la temperatura leída, no sólo
para la pérdida de radiación en cuerpos con emisividad ≥1, sino también cuando
hay vapores, gases, humos o materiales transparentes que se interponen en el
camino de la radiación. La precisión es del ± 0,3%.
Con
rangos entre -32 y +1800 ºC
Intensidad de la radiación total emitida por el cuerpo dando lugar a una corriente
eléctrica a partir de la cual un circuito electrónico calcula la temperatura.
Como se enlaza
en un circuito:
Ventajas:
Desventajas.
Aplicación
Simbolo
Los pirómetros infrarrojos están especialmente indicados para aplicaciones en las
que no se pueden utilizar los sensores convencionales. Este es el caso de objetos
en movimiento o lugares de medición donde se requiere una medición sin contacto
debido a posibles contaminaciones u otras influencias negativas.
Los pirómetros infrarrojos están especialmente indicados para aplicaciones en las
que no se pueden utilizar los sensores convencionales.
 Medición de temperatura en superficies de vidrio
 Detección de material para industrias papeleras o plásticas
• Medición de temperatura de objetos en hornos
Pirómetro Fotoeléctrico
NOMBRE:
Partes del
instrumento:
Funcionamiento:
El pirómetro fotoeléctrico o cuánticos consisten en materiales
semiconductores cristalinos tales como el indinio antimonio (InSb), el silicio
(Si), el sulfuro de plomo (PbS), y el de cadmio (CdS) que responden a los
fotones de radiación del cuerpo que se enfoca liberando cargas eléctricas a
travez de mecanismos de fotoelectricidad, fotoconduccion o fotovoltaico.
Responden a diferentes partes del espectro, de modo que muestran una
gran selectividad
El pirómetro fotoeléctrico, al tener un detector fotoeléctrico, es mucho más rápido
que los sensores térmicos, pero debe mantenerse refrigerado a muy baja
temperatura mediante nitrógeno líquido para reducir el nivel de ruido eléctrico. La
señal de salida depende de la temperatura instantánea del volumen del detector,
por lo que evita los retardos inherentes al aumento de la temperatura de la masa del
detector que existen en los otros modelos de pirómetros. El detector genera una
tensión proporcional al cubo de la temperatura V=KT3
Rango de
funcionamiento.
El instrumento con detector fotoeléctrico de uso general tiene un campo de trabajo
de 35 a 1200 C pudiendo enfocar desde 1 m hasta el infinito, posee una constante
de tiempo de 2, 20 o 200 ms y una señal de salida de 10 mV.
Tipo de señal
que emite:
Como se enlaza
en un circuito:
,

Se liberan electrones de semiconductores cristalinos cuando incide
sobre ellos la radiación térmica.
Ventajas:


Desventajas.

Aplicación

Simbolo
Puede llegar a tiempos de respuesta de nanosegundos, lo que es una
ventaja en la medida de cambios rápidos de temperatura o de
movimientos rápidos del proceso cuando el ruido eléctrico que
acompaña a la medida está dentro de límites aceptables.
es mucho más rápido que los sensores térmicos.
Debe mantenerse refrigerado a muy baja temperatura mediante nitrógeno
líquido para reducir el nivel de ruido eléctrico.
En aplicaciones de la industria del vidrio, tales como la medición de la
temperatura de las gotas de vidrio en su caída
Sensores
Termómetro de
resistencia
Tabla comparativa “sensores de temperatura”
Rango de trabajo
Ventajas
1.- Tiene un alto coeficiente de
Mide la temperatura
resistencia.
de 0 a 850°C con un
2.-Alta resistividad.
rango de -50 a + 600
3.-Relacion lineal resistencia°C
temperatura.
Desventajas
4.-Rigides y ductilidad.
5.-Estabilidad de las
características durante la vida
útil del material.
Termopares
-270 a + 3000 °C
Determinación puntual de la
temperatura.
Respuesta rápida a la
variación de temperatura.
No necesita alimentación.
Rangos de temperaturas
grandes.
Estabilidad a largo plazo
aceptable y fiabilidad elevada.
Termistores
Pirómetro ópticos
De -100 a +300 °C
750 – 5000 K
La salida de los
Termistores se conectan a un
circuito de puente de
Wheatone convencional.
Son muy pequeños y el
tiempo de repuesta depende
de la capacidad térmica y de la
masa del termistor.
La distancia del termistor
y el instrumento de medida
puedes ser considerable
siempre que el elemento
posea una alta resistencia
comparada con la de los cables
de unión.
Ideal
para
medir
la
temperatura de las tintas
en los hornos que utilizan
un sistema de secado por
radiación
Pirómetros infrarrojos
puede
medir
temperaturas -32 °C a
1800 °C
Usados en casos donde no se
puede medir directamente la
temperatura
por
posible
contaminación o influencias
negativas.
Pirómetro fotoeléctrico
Puede
medir
temperaturas de 35°C a
1200 C
Termómetro de bulbo y
capilar
Temperaturas de -200
°C a 500 °C
Permite
lecturas
casi
instantáneas
necesarias
cuando
se
presentan
variaciones muy rápidas de
temperatura.
Es muy útil en procesos donde
no se requieren temperaturas
muy elevadas.
-Mantener la unión de
referencia
a
un
temperatura constante y
conocida.
-Respuesta no ideal.
-La temperatura máxima de
alcance de un termopar
debe de ser menor al punto
de fusión.
-El medio donde se va a
medir no ataca a los
metales de la unión.
-La
corriente
de
alimentación
de
un
termopar debe ser muy
pequeña para despreciar el
efecto joule.
La corriente que circula a
través del circuito debe de
ser baja para garantizar que
la variación de la resistencia
del
elemento
sea
exclusivamente
a
los
cambios de temperaturas
del proceso.
Se requiere dar una
corrección a la lectura de
temperatura.
Solo funciona si se
encuentra en una superficie
completamente negra.
No permite una medición
exacta por ser de contacto
indirecto, en el calor puede
perderse en el medio
donde se encuentre y dar
una lectura menor a la real.
Una sola
otras dos
afecta la
afectara
variables.
variable controla
más. Si un factor
variable primaria
a las otras
Termómetro bimetálico
Variaciones de: 0-300
°C, 50-400 °C, 100500 °C
Diseño y de operación simple.
Son flexible