1.2 temperaturaSensor de temperaturaLos sensores de temperatura
son dispositivos que transforman los cambios de temperatura en
cambios en seales elctricas que son procesados por equipo electrico
o electrnico.La temperatura es una variable crtica utilizada para
controlar la calidad de los productos en muchos procesos
industriales. En este captulo examinaremos las caractersticas
generales de algunos tipos de sensores electrnicos empleados
comnmente en los ambientes industriales para medir y controlar
temperatura de forma precisa, incluyendo termostatos,
termorresistencias, termocuplas, pirmetros de radiacin y sensores
de silicio.Hay tres tipos de sensores de temperatura, los
termistores, los RTD y los termopares.El sensor de temperatura,
tpicamente suele estar formado por el elemento sensor, de
cualquiera de los tipos anteriores, la vaina que lo envuelve y que
est rellena de un material muy conductor de la temperatura, para
que los cambios se transmitan rpidamente al elemento sensor y del
cable al que se conectarn el equipo electrnico.1.2.1 Tipos
TermistorEl termistor est basado en que el comportamiento de la
resistencia de los semiconductores es variable en funcin de la
temperatura.Existen los termistores tipo NTC y los termistores tipo
PTC. En los primeros, al aumentar la temperatura, disminuye la
resistencia. En los PTC, al aumentar la temperatura, aumenta la
resistencia.El principal problema de los termistores es que no son
lineales segn la temperatura por lo que es necesario aplicar
frmulas complejas para determinar la temperatura segn la corriente
que circula y son complicados de calibrar.Ms sobre el termistorRTD
( resistance temperature detector)UnRTDes
unsensordetemperaturabasado en la variacin de la resistencia de un
conductor con la temperatura.Los metales empleados normalmente como
RTD son platino, cobre, niquel y molibdeno.De entre los anteriores,
lossensores de platinoson los ms comunes por tener mejor
linealidad, ms rapidez y mayor margen de temperatura.TermoparEl
termopar, tambin llamado termocupla y que recibe este nombre por
estar formado por dos metales, es un instrumento de medida cuyo
principio de funcionamiento es el efecto termocelctrico.Un material
termoelctrico permite transformar directamente el calor en
electricidad, o bien generar fro cuando se le aplica una corriente
elctrica.El termopar genera una tensin que est en funcin de la
temperatura que se est aplicando al sensor. Midiendo con un
voltmetro la tensin generada, conoceremos la temperatura.Los
termopares tienen un amplio rango de medida, son econmicos y estn
muy extendidos en la industria. El principal inconveniente estriba
en su precisin, que es pequea en comparacin con sensores de
temperatura RTD o
termistores.http://medirtemperatura.com/sensor-temperatura.php1.2.2
funcionamientoMedir temperaturaLa temperatura cuantifica la
actividad de las molculas de la materia. Est relacionada con la
energa cintica, que es la energa asociada a los movimientos de las
partculas del sistema. Cuanta mayor energa, mayor ser la
temperaturaIntuitivamente, la temperatura es una propiedad de la
materia que podemos descubrir cuando lo tocamos. Podemos percibir
que un material est caliente o fro.El instrumento con el que medir
la temperatura se llama termmetro. Dicho instrumento est calibrado
segn distintas escalas que dependen de la zona del planeta en el
que se encuentre.Pueden ser clasificados, dependiendo de su
principio de funcionamiento: Sensores bimetlicos. Popularmente
conocidos como termostatos, son bsicamente interruptores que
producen una salida del tipo (on-off) "todo o nada" y conmutan de
un estado al otro cuando se alcanza un determinado valor de
temperatura. Los termostatos conmutan automticamente de un estado
al otro. Constan generalmente de un bimetal, es decir una pieza
formada por dos metales con distinto coeficiente de dilatacin
trmica, la cual se deforma segn un arco circular uniforme cuando se
produce un cambio de temperatura.Este tipo de sensores se fabrican
para detectar temperaturas desde -75C hasta +540C y son tambin muy
utilizados como dispositivos de proteccin en circuitos elctricos.
En este ltimo caso, el bimetal es auto calentado por la propia
corriente que se desea monitorear hasta que alcanza una temperatura
lmite, relacionada conla comente mxima admisible. Cuando esto
sucede, acciona un contacto elctrico que interrumpe el circuito. En
este principio se basan, por ejemplo, los rels trmicosSensores
termorresistivos.
Tambin denominados termorresistencias, son dispositivos cuya
resistencia cambia a medida que lo hace la temperatura. Los ms
conocidos son los detectores de temperatura resistivos o RTD
(resistance temperature detectors), basados en materiales metlicos
como el platino y el nquel, y los termistores, basados en xidos
metlicos semiconductores.
Sensores termoelctricos.
Popularmente conocidos como termocuplas o termopares, son
dispositivos que producen un voltaje proporcional a la diferencia
de temperatura entre el punto de unin de dos alambres metlicos
dismiles (unin caliente) y cualquiera de los extremos libres (unin
fra). Este fenmeno se denomina efecto Seebeck.
Sensores monolticos o de silicio.
Son dispositivos basados en las propiedadestrmicas de las
uniones semiconductoras (PN), particularmente la dependencia de la
tensin base emisor (VBE) de los transistores bipolares con la
temperatura cuando la corriente de colector es constante.
Generalmente incluyen sus propios circuitos de procesamiento de
seales, as como varias funciones de interface especiales con el
mundo externo.
Sensores piroelctricos.
Tambin denominados termmetros de radiacin,son dispositivos que
miden indirectamente la temperatura a partir de la medicin de la
radiacin trmica infrarroja que emiten los cuerpos calientes.
Los termostatos, termorresistencias y sensores de silicio son
dispositivos generalmente invasivos, es decir deben estar en
contacto fsico con la substancia u objeto cuya temperatura se desea
medir. Los pirmetros de radiacin, por su parte, son dispositivos
invariablemente no invasivos, es decir realizan la medicin a
distancia. Estos ltimos se utilizan principalmente para la medicin
de temperaturas muy altas o en situaciones donde los sensores
anteriores no pueden ser empleados, por ejemplo, cuando el objeto o
medio caliente se est moviendo, es muy pequeo, tiene una forma
irregular, es inaccesible o puede ser contaminado por el contacto
con el sensor.http://snsoresdetemperatura.blogspot.mx/1.2.3
caractersticasLa temperatura tiene una importancia fundamental en
numerosos procesos industriales. Por ello, es imprescindible
disponer de una medicin precisa.Las temperaturas inexactas pueden
tener graves consecuencias, como la reduccin de la vida til del
equipo si sufre un sobrecalentamiento de unos grados. Para ayudarle
a marcar la diferencia, la gama Danfoss incluye transmisores y
sensores de temperatura.
Caractersticas:
Alto grado de proteccin contra la humedad; Medicin de
temperaturas entre 50C y 800C; Punta de medicin fija o
intercambiable; Elemento de resistencia Pt100 / Pt1000, NTC / PTC y
termopares; Disponible con transmisor incorporado; Disponible con
homologaciones
marinas.http://www.danfoss.com/Latin_America_spanish/BusinessAreas/IndustrialControls/Products_pdf/Temperature+sensors.htm1.2.4
modo de comunicacin
