{"id":592,"date":"2010-07-02T11:23:21","date_gmt":"2010-07-02T10:23:21","guid":{"rendered":"http:\/\/lioso.net\/?p=592"},"modified":"2010-08-08T23:45:00","modified_gmt":"2010-08-08T22:45:00","slug":"transductores-ii-de-medida-de-temperatura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lioso.net\/?p=592","title":{"rendered":"Transductores (II) de medida de temperatura"},"content":{"rendered":"<p><strong>2) Transductores de medida de temperatura.<\/strong><\/p>\n<p>La temperatura es una medida de lo caliente o frio que est\u00e1 un cuerpo siendo esto en si un equivalente de la energ\u00eda cin\u00e9tica que contienen las part\u00edculas formantes del cuerpo. Una de las respuestas f\u00edsicas de un cuerpo ante una subida de la temperatura es la disminuci\u00f3n de su densidad, es decir, el aumento de su volumen. Este fen\u00f3meno f\u00edsico, llamado dilataci\u00f3n, es uno de los m\u00e1s empleados a la hora de medir la temperatura.<!--more--><br \/>\n<strong>2.1) Principio de funcionamiento de los instrumentos para medida de Temperatura:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><strong>Term\u00f3metro \tl\u00edquido<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_593\" aria-describedby=\"caption-attachment-593\" style=\"width: 111px\" class=\"wp-caption alignleft\"><em><em><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-593 \" title=\"Image166\" src=\"http:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/Image166.gif\" alt=\"\" width=\"111\" height=\"310\" srcset=\"https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/Image166.gif 678w, https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/Image166-107x300.gif 107w, https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/Image166-365x1023.gif 365w\" sizes=\"(max-width: 111px) 100vw, 111px\" \/><\/em><\/em><figcaption id=\"caption-attachment-593\" class=\"wp-caption-text\">Ilustraci\u00f3n 8: Reproducci\u00f3n del termoscopio de Galileo<\/figcaption><\/figure>\n<p>Los primeros registros de term\u00f3metros fueron de este tipo, estos, que aparecieron en la \u00e9poca greco-romano. A\u00fan as\u00ed estos no eran muy precisos pues es tubo no estaba sellado si no abierto  por su extremo libre haciendo que la presi\u00f3n atmosf\u00e9rica afectara a la medici\u00f3n. De todas formas estos term\u00f3metros eran m\u00e1s cualitativos que cuantitativos ya que no dispon\u00edan siquiera de escala de medida.<\/p>\n<p>La escala de medida en los term\u00f3metros l\u00edquidos fue implantada por primera vez en el termoscopio inventado por Galileo (1564-1642 d.C.) (ilustraci\u00f3n 8) siendo este un precursor del actual term\u00f3metro.<\/p>\n<p>Este tipo de term\u00f3metros usan el fen\u00f3meno f\u00edsico de la dilataci\u00f3n, es decir, el aumento del volumen de un cuerpo seg\u00fan su temperatura. Al ser este incremente siempre constante dependiendo \u00fanicamente de la temperatura (siempre que estemos usando un mismo material) se puede emplear como instrumento.<\/p>\n<p>Para facilitar la visualizaci\u00f3n de este fen\u00f3meno se usan los llamados term\u00f3metros l\u00edquidos. Estos basan su funcionamiento en la dilataci\u00f3n de un l\u00edquido, que suele ser mercurio, alcohol u otras mezclas dependiendo de la temperatura de funcionamiento, el cual est\u00e1 contenido en un vidrio en forma de tubo que tiene un coeficiente de dilataci\u00f3n distinto que el fluido. Esto hace que el fluido fluya dentro del tubo de forma proporcional a la temperatura. Y dependiendo de el fluido usado y del di\u00e1metro interno del tubo se puede conseguir que por el mismo incremento de temperatura halla m\u00e1s o menos desplazamiento del fluido dentro de \u00e9l permitiendo de esta forma menor o mayor precisi\u00f3n.<\/p>\n<figure id=\"attachment_594\" aria-describedby=\"caption-attachment-594\" style=\"width: 471px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-594 \" title=\"temperatura-termom\" src=\"http:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/temperatura-termom.jpg\" alt=\"\" width=\"471\" height=\"220\" srcset=\"https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/temperatura-termom.jpg 750w, https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/temperatura-termom-300x140.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 471px) 100vw, 471px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-594\" class=\"wp-caption-text\">Ilustraci\u00f3n 9: Esquema de un term\u00f3metro l\u00edquido<\/figcaption><\/figure>\n<p>En la ilustraci\u00f3n n\u00famero 9 se pueden apreciar las distintas partes de todo term\u00f3metro l\u00edquido. El fluido est\u00e1 representado de color negro (2). Este se almacena en una vulva (1) en la parte inferior del mismo la cual es del mismo material que el tubo de vidrio (5) y est\u00e1 conectada a este \u00faltimo. El tubo est\u00e1 cerrado (6) en su extremo para que la presi\u00f3n atmosf\u00e9rica no influya en la medida. La escala y las unidades cuantitativas se ven en (4) y (3).<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Termoresistencias<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_597\" aria-describedby=\"caption-attachment-597\" style=\"width: 481px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><em><em><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-597 \" title=\"SONDAS-2\" src=\"http:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/SONDAS-22.jpg\" alt=\"\" width=\"481\" height=\"407\" srcset=\"https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/SONDAS-22.jpg 567w, https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/SONDAS-22-300x253.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 481px) 100vw, 481px\" \/><\/em><\/em><figcaption id=\"caption-attachment-597\" class=\"wp-caption-text\">Ilustraci\u00f3n 10: Sondas de temperatura basadas en termoresistencias<\/figcaption><\/figure>\n<p>Las termoresistencias son elementos sensores pasivos que de forma parecida a las galgas extensiom\u00e9tricas, cambian su resistencia a la electricidad frente a un cambio f\u00edsico. En este caso en vez de la deformaci\u00f3n es la temperatura.<\/p>\n<p>Este sensor es una pieza de metal, ya sea un metal puro (Pt, Ni o Cu). La elecci\u00f3n del material depende de la temperatura de uso, de la linealidad del cambio de la resistividad junto con la temperatura y el precio.<\/p>\n<p>Este sensor normalmente va protegido del medio en una c\u00e1psula de metal que es de distinto material dependiendo del medio para soportar la corrosi\u00f3n a la que est\u00e1 expuesto y la presi\u00f3n, para que estos no sean condicionantes de la medici\u00f3n tomada.<\/p>\n<p>La medici\u00f3n se ha de tomar pasando una diferencia de potencial y ver cual es la intensidad para poder, usando la f\u00f3rmula de Jolue, saber la resistencia del metal sensor y, con este calibrado, la temperatura a la que se encuantra..<\/p>\n<figure id=\"attachment_598\" aria-describedby=\"caption-attachment-598\" style=\"width: 358px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-598 \" title=\"termopar\" src=\"http:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/termopar.jpg\" alt=\"\" width=\"358\" height=\"347\" srcset=\"https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/termopar.jpg 457w, https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/termopar-300x290.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 358px) 100vw, 358px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-598\" class=\"wp-caption-text\">Ilustraci\u00f3n 11: Esquema con las partes de una termoresistencia<\/figcaption><\/figure>\n<p>En la ilustraci\u00f3n 11 se pueden ver las partes de una sonda con funcionamiento basado en termoresistencias. En s\u00ed es simplemente una estructura de sujeci\u00f3n y de protecci\u00f3n del sensor.<\/p>\n<p>Este tipo de sensores tiene un problema que dependiendo del medio a medir puede ser grave, que es la inercia t\u00e9rmica del propio sensor, lo que hace que no tenga una respuesta r\u00e1pida ante una variaci\u00f3n de temperatura. As\u00ed mismo las vibraciones u otros fen\u00f3menos f\u00edsicos pueden hacer variar la medici\u00f3n. A\u00fan as\u00ed gracias a su sencillez el\u00e9ctrica (solamente una resistencia) se evitan en gran medida muchos tipos de aver\u00edas el\u00e9ctricas que con los termopares (que veremos a continuaci\u00f3n) si que se dan. Otra ventaja es que como eres tu el que aplicas la diferencia de potencial, puedes incrementar esta para poder alejar el sensor del medidor y ponerlo en lugares lejanos e inaccesibles.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Termopares<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_599\" aria-describedby=\"caption-attachment-599\" style=\"width: 485px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-599 \" title=\"termopares\" src=\"http:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/termopares.jpg\" alt=\"\" width=\"485\" height=\"474\" srcset=\"https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/termopares.jpg 712w, https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/termopares-300x292.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 485px) 100vw, 485px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-599\" class=\"wp-caption-text\">Ilustraci\u00f3n 12: Esquema ilustrativo del efecto Seeback<\/figcaption><\/figure>\n<p>Los termopares basan su funcionamiento en el efecto Seebeck descubierto en 1821 por Thomas Johann Seebeck. Este se basa en una diferencia de potencial creada entre dos metales distintos debido a una diferencia de temperatura. Por tanto este tipo de term\u00f3metros no miden temperatura absoluta si no que comparan temperatura. En la ilustraci\u00f3n 12 se puede ver que se usa agua con hielo, que siempre estar\u00e1 a 0\u00baC como temperatura de referencia para poder comparar con la temperatura que se desea medir.<\/p>\n<p>En laboratorio se puede usar este sistema pero para un caso real es de dif\u00edcil uso por lo que se recure a termoresistencias o diodos para medir la temperatura y tener as\u00ed una temperatura de referencia que se simula con lo que poder mesurar la temperatura del medio.<\/p>\n<p>La ventaja de este tipo de sensores es su precio, sencillez y resistencias pues no es m\u00e1s que dos metales unidos en el punto de medici\u00f3n. Como estos metales pueden ser simples alambres la inercia t\u00e9rmica es pr\u00e1cticamente nula por lo que se usan para poder. As\u00ed mismo son los \u00fanicos sistemas capaces de medir temperaturas por encima de los 400\u00baC gracias al amplio de metales utilizables.<\/p>\n<figure id=\"attachment_600\" aria-describedby=\"caption-attachment-600\" style=\"width: 462px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><em><em><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-600 \" title=\"Captura\" src=\"http:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/Captura.jpg\" alt=\"\" width=\"462\" height=\"423\" srcset=\"https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/Captura.jpg 462w, https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/Captura-300x274.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 462px) 100vw, 462px\" \/><\/em><\/em><figcaption id=\"caption-attachment-600\" class=\"wp-caption-text\">Ilustraci\u00f3n 13: Esquema de sonda con termopar<\/figcaption><\/figure>\n<p>Este tipo de sensores, al contrario que otros expuestos anteriormente, la medici\u00f3n que nos da, una diferencia de potencial no se incrementa de forma lineal con la temperatura por tanto se necesita aproximar esta medida a un polinomio complejo de orden 5\u00ba o superior o usar m\u00e9todos anal\u00f3gicos mucho m\u00e1s baratos.<\/p>\n<p>En la ilustraci\u00f3n 13 se puede apreciar un esquema de una sonda con termopar a efectos comparativos con la termoresistencia.<\/p>\n<p>Como se puede apreciar en el punto 8 de la ilustraci\u00f3n 13 el punto que ha de cambiar su temperatura es de un tama\u00f1o muy reducido por lo que este m\u00e9todo tambi\u00e9n es usado a la hora de tomar mediciones en lugares muy peque\u00f1os.<\/p>\n<p>Al ser la medici\u00f3n una diferencia de potencial de aproximadamente 41 \u00b5V\/\u00b0C seg\u00fan el tipo de termopar usado uno de sus mayores problemas es el ruido en la se\u00f1al, delicadeza de las conexiones y longitud de los cables hasta el aparato de medici\u00f3n.<\/p>\n<ul>\n<li>Pir\u00f3metros \tde radiaci\u00f3n<\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_601\" aria-describedby=\"caption-attachment-601\" style=\"width: 480px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-601 \" title=\"emspecsmall\" src=\"http:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/emspecsmall.jpg\" alt=\"\" width=\"480\" height=\"359\" srcset=\"https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/emspecsmall.jpg 480w, https:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/emspecsmall-300x224.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 480px) 100vw, 480px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-601\" class=\"wp-caption-text\">Ilustraci\u00f3n 14: Espectro radiol\u00f3gico<\/figcaption><\/figure>\n<p>Un pir\u00f3metro es un aparato de de medici\u00f3n de la temperatura de la radiaci\u00f3n emitida por un cuerpo por lo que no es necesario el contacto directo del medidor con el cuerpo a medir con sus consecuentes ventajas en cuanto a facilidad y comodidad.<\/p>\n<p>Un pir\u00f3metro no es m\u00e1s que un sensor de luz pero que, en vez de detectar la luz visible, detecta la luz infrarroja. Como se puede apreciar en la ilustraci\u00f3n 14 el infrarrojo est\u00e1 justo por encima de la luz visible y este tiene un frecuencia distinta dependiendo de la temperatura a la que est\u00e9 el cuerpo a medir y de las propiedades del material del mismo. Por ejemplo, una bombilla incandescente es un cuerpo que la radiaci\u00f3n que emite est\u00e1 por debajo de los infrarrojos debido a la alta temperatura de este cuerpo.<\/p>\n<p>Un pir\u00f3metro es capaz de medir la temperatura de cualquier cuerpo pero el problema es que no todos los materiales miden de la misma manera por lo que has de hacer correcciones en la medici\u00f3n dependiendo del material, del acabado superficial del mismo. Estas correcciones las puede hacer directamente el instrumento indic\u00e1ndole ciertos par\u00e1metros y se pude hacer manualmente sabiendo la radiaci\u00f3n emitida.<\/p>\n<figure id=\"attachment_602\" aria-describedby=\"caption-attachment-602\" style=\"width: 282px\" class=\"wp-caption alignleft\"><em><em><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-602 \" title=\"pirometro-portatil-13292\" src=\"http:\/\/lioso.net\/wp-content\/uploads\/2010\/07\/pirometro-portatil-13292.jpg\" alt=\"\" width=\"282\" height=\"297\" \/><\/em><\/em><figcaption id=\"caption-attachment-602\" class=\"wp-caption-text\">Ilustraci\u00f3n 15: Im\u00e1gen de pir\u00f3metro port\u00e1til<\/figcaption><\/figure>\n<p>Este sistema de medici\u00f3n de temperatura tiene en su ventaja su gran inconveniente. Al medir radiaciones estas se comportan de forma caracter\u00edstica de forma que se reflejan en unos materiales y en otros no por lo que las mediciones que te de un pir\u00f3metro no son siempre fiables. Por ejemplo, si quieres medir la temperatura de un espejo perfecto no podr\u00e1s usar un pir\u00f3metro pues solo conseguir\u00e1s medir la temperatura de lo que est\u00e9 reflej\u00e1ndose en el espejo.<\/p>\n<p>En la ilustraci\u00f3n n\u00famero 15 se puede apreciar un pir\u00f3metro port\u00e1til de medida puntual. Este consiste en un sensor de infrarrojos que mide un punto en concreto, este punto de medici\u00f3n lo determinas gracias a una luz laser con la que apuntas lo que quieres medir. La pantalla trasera sirve para tomar las mediciones as\u00ed como para introducir los par\u00e1metros del material que est\u00e1s midiendo.<\/p>\n<p>Tambi\u00e9n existen sistemas m\u00e1s avanzados que se parecen m\u00e1s a c\u00e1maras digitales que son a grandes rasgos m\u00faltiples medidores puntuales unidos que te dan una imagen en el rango de los infrarrojos. Esta imagen se reproduce en una pantalla simulando para cada frecuencia infrarroja un color haciendo de esta forma visible para el ojo humano la radiaci\u00f3n infrarroja.<\/p>\n<p>Este tipo de dispositivos se usan m\u00e1s de forma cualitativa que cuantitativa por la cantidad de par\u00e1metros a tener en cuenta.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>2) Transductores de medida de temperatura. La temperatura es una medida de lo caliente o frio que est\u00e1 un cuerpo siendo esto en si un equivalente de la energ\u00eda cin\u00e9tica que contienen las part\u00edculas formantes del cuerpo. 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