Objetivos Describir los principales tipos de termmetros que se usan en la industriaConocer el principio de funcionamiento de cada uno de los termmetros industrialesIdentificar los rangos de temperatura de funcionamiento de cada tipo de termmetro investigado.

Termocupla o Termopar

Una termocupla es un sensor para medir temperatura. Consiste en dos cables de metales distintos, conectados en un extremo donde se produce un pequeo voltaje asociado a una temperatura. Ese voltaje es medido por un termmetro de tremocupla.PrincipioLas mediciones de temperatura que utilizan termocuplas o termopares se basan en el descubrimiento hecho por Seebeck en 1821. Este se puede resumir de la siguiente manera: una corriente fluye en un circuito continuo de dos alambres de distintos metales, si las conexiones o uniones se encuentran a temperaturas distintas. La corriente ser proporcional a la diferencia de temperatura entre las dos unionesConstruccion:Lo anterior se puede representar segn el siguiente esquema en que la sonda termoelctrica acciona el galvanmetro (aparato para fuerzas electro motrices):

En la prctica, la soldadura de referencia permanece a temperatura ambiente, en general dentro del mismo instrumento. Como usualmente el galvanmetro est a apreciable distancia (entre 1 y 100 metros) de la soldadura caliente y sera muy costoso prolongar metales de la termocupla hasta esas distancias, se intercala entre la termocupla y el galvanmetro un cable llamado cable de compensacin. Este es de una aleacin especial que no forma termocupla con los metales ni con los bornes del instrumento, no alterando prcticamente las indicaciones del galvanmetro.Lo anterior se puede representar segn el siguiente esquema:

Rangos.

Tipo K(cromel/alumel): con una amplia variedad aplicaciones, est disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. El cromel es una aleacin deNi-Cr, y el alumel es una aleacin deNi-Al. Tienen un rango de temperatura de 200Ca +1372C y una sensibilidad 41 V/C aproximadamente. Posee buena resistencia a la oxidacin. Tipo E(cromel/constantn[aleacin deCu-Ni]: no son magnticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el mbito criognico. Tienen una sensibilidad de 68 V/C. Tipo J(hierro/constantn): su rango de utilizacin es de 270/+1200 C. Debido a sus caractersticas se recomienda su uso en atmsferas inertes, reductoras o en vaco, su uso continuado a 800 C no presenta problemas, su principal inconveniente es la rpida oxidacin que sufre el hierro por encima de 550 C; y por debajo de 0 C es necesario tomar precauciones a causa de la condensacin de vapor de agua sobre el hierro. Tipo T(cobre/constantn): ideales para mediciones entre -200 y 260C. Resisten atmsferas hmedas, reductoras y oxidantes y son aplicables en criogenia. El tipo termopar de T tiene una sensibilidad de cerca de 43 V/C. Tipo N(nicrosil[Ni-Cr-Si]/nisil[Ni-Si]): es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidacin de altas temperaturas, y no necesita delplatinoutilizado en los tipos B, R y S, que son ms caros.

Termistor

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variacin de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. El trmino termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor: NTC (Negative Temperature Coefficient) coeficiente de temperatura negativo PTC (Positive Temperature Coefficient) coeficiente de temperatura positivo (tambin llamado posistor).Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la disminuyen.Principio:El funcionamiento se basa en la variacin de la resistencia del semiconductor debido al cambio de la temperatura ambiente, creando una variacin en la concentracin de portadores. Para los termistores NTC, al aumentar la temperatura, aumentar tambin la concentracin de portadores, por lo que la resistencia ser menor, de ah que el coeficiente sea negativo. Para los termistores PTC, en el caso de un semiconductor con un dopado muy intenso, ste adquirir propiedades metlicas, tomando un coeficiente positivo en un margen de temperatura limitado.

Contruccion:

Usualmente, los termistores se fabrican a partir de xidos semiconductores, tales como el xido frrico, el xido denquel, o el xido decobalto.En la mayora de la aplicaciones para una temperatura de 25C la resistencia vara entre 100 ohm y 100Kohm.Tienen un tamao reducido que hacen que la repuesta a los cambios de temperatura sea rpida(tienen mayor sensibilidad a los cambios de temperatura que otro transconductores).Son autocalentables, lo que hace que puedan ser indeseables en algunas aplicaciones, y que otras bases su funcionamiento en ese fenmeno.Gracias a la intercambiabilidad (tolerancia con la que es producido un termistor), es posible cambiar un termistor por otro en un sistema, sin necesidad de volver a calibrar el aparato de medida.Rangos:Su rango de temperaturas esta entre -50C y 150C, aunque las unidades encapsuladas pueden alcanzar hasta los 300C.

Termmetro de dilatacin1 Por la dilatacin trmica de (termmetro de gas).

Principio A volumen constante, la presin de un gas (ideal o perfecto) es directamente proporcional a la temperatura absoluta, as P= (Po/To)T, en el que Po es la presin a cierta temperatura conocida To.

Construccin

El termmetro de gas a volumen constante se compone de una ampolla con gas -helio, hidrgeno o nitrgeno, segn la gama de temperaturas deseada- y un manmetro medidor de la presin. Se pone la ampolla del gas en el ambiente cuya temperatura hay que medir, y se ajusta entonces la columna de mercurio (manmetro) que est en conexin con la ampolla, para darle un volumen fijo al gas de la ampolla. La altura de la columna de mercurio indica la presin del gas. A partir de ella se puede calcular la temperatura.

Rango

El termmetro de gas de volumen constante es muy exacto, y tiene un margen de aplicacin extraordinario: desde -27 C hasta 1477 C. Pero es ms complicado, por lo que se utiliza ms bien como un instrumento normativo para la graduacin de otros termmetros.

2. Por la dilatacin trmica de un fluido o un slido ( termmetro de mercurio, elemento bimetlico).

Principio

Las sustancias tienden a dilatarse con la temperatura. As una variacin en la temperatura, T2 -T1, produce un cambio de longitud, L2 -L1, o un cambio de volumen V2 -V1, acuerdo con las siguientes expresiones:L2 -L1 = a (T2 -T1) V2 -V1 = a(T2 -T1) En las que a y a son los coeficientes lineal y volumtrico de la dilatacin trmica.

ConstruccinLos termmetros de lquido encerrado en vidrio son, ciertamente, los ms familiares: el de mercurio se emplea mucho para tomar la temperatura de las personas, y, para medir la de interiores, suelen emplearse los de alcohol coloreado en tubo de vidrio.

Los termmetros de lmina bimetlica, las dos se suelen bobinar en espiral o en forma helicoidal, dejando un extremo libre al que se suelda un ndice o es solidario con una aguja indicadora que muestra, realmente, la rotacin angular de la misma sobre una escala graduada en grados centgrados o Fahrenheit. La ventaja de los termmetros bimetlicos sobre los lquidos es su mayor manejabilidad y su gran abanico de medidas. Son ampliamente utilizados en la industria textil y constituyen el fundamento del termgrafo, ampliamente utilizado en estaciones meteorolgicas.

Rangos:

El termmetro de gas de volumen constante es muy exacto, y tiene un margen de aplicacin extraordinario: desde -27 C hasta 1477 C. Pero es ms complicado, por lo que se utiliza ms bien como un instrumento normativo para la graduacin de otros termmetros.

Los de mercurio pueden funcionar en la gama que va de -39 C (punto de congelacin del mercurio) a 357 C (su punto de ebullicin), con la ventaja de ser porttiles y permitir una lectura directa. No son, desde luego, muy precisos para fines cientficos.El termmetro de alcohol coloreado es tambin porttil, pero todava menos preciso; sin embargo, presta servicios cuando ms que nada importa su cmodo empleo. Tiene la ventaja de registrar temperaturas desde -112 C (punto de congelacin del etanol, el alcohol empleado en l) hasta 78 C (su punto de ebullicin), cubriendo por lo tanto toda la gama de temperaturas que hallamos normalmente en nuestro entorno.ConclusionesLos principales tipos de termmetros utilizados en las industrias son el Termopar, Termistor, Termmetros por Dilatacin, Pirmetros, y los Termmetros Digitales.Una ventaja de los termmetros por dilatacin es su gran portabilidad, haciendo posible su fcil manejo y transportacin a cualquier lugar donde se desee realizar la medidaLa ventaja de los Termistores frente a otros sensores de temperatura es el bajo precio de estos, su amplio rango de medida y lo extendidos que se encuentran, lo que permite encontrar dispositivos a los que se pueden conectar sin mayores problemas.