Instrumentos De Medicion

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

INSTRUMENTOS DE MEDICION TERMICOS

INTRUMENTACION Y CONTROL INDUSTRIAL

MAYEN MORELOS ALFONSO

Sec. 6IM4

Fecha de entrega: 24/08/2011

TERMÓMETROS EN LA INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL

1.

2. Termometría

3. Tipos de Termómetros

4. <>Pirómetros

5. <>Detectores de temperatura resistivos (RTD)

6. <>Termistores NTC PTC .Termómetros de resistencia de silicio

7. <>Pares termoeléctricos

8. <>Bibliografía

INTRODUCCIÓN

La sensación fisiológica de calor y frío es el origen del concepto primario de temperatura.

Podemos apreciar variaciones de temperatura de acuerdo con las variaciones de intensidad de estas sensaciones, pero el sentido del tacto carece de la sensibilidad y alcance necesarios para dar una forma cuantitativa a esta magnitud. Además, los efectos producidos por la conductividad de los cuerpos dan lugar a confusión en la apreciación de temperaturas al tacto.

Así, por ejemplo, debido a la mejor conductividad de los metales, una pieza de hierro o aluminio parece más fría que un trozo de madera situado en el mismo recinto y, por tanto, a igual temperatura.

De igual modo, el cuerpo humano experimenta un daño muy semejante al contacto con el agua en ebullición o con aceite hirviendo y, en cambio, es muy sensible a ligeros cambios de temperatura en las proximidades de los 36,5 °C.

Además, los términos que se utilizan corrientemente para describir la temperatura son términos subjetivos. Un «día caluroso» para un esquimal puede ser algo muy distinto de un «día caluroso» para un árabe del desierto.

La experiencia sensorial de un objeto frío o caliente tiene además otro aspecto. Si sobre la mano se derrama un cazo de agua hirviendo, el daño recibido es grande, con una temperatura de 100 °C. En cambio, una chispa de un castillo de fuegos artificiales cae sobre nuestra piel sin producir daño alguno a pesar de que su temperatura puede ser muy superior. Como veremos es un problema de capacidad calorífica. Para expresar la temperatura de modo que condiciones idénticas pueden describirse de un modo absoluto necesitamos una definición exacta de esta magnitud y una escala numérica de valores.

Para un gas ideal la temperatura se mide por la expresión T = p V / n R, pero el verdadero concepto de la temperatura se alcanza con la teoría molecular, según la cual esta magnitud mide la energía cinética media de las moléculas de una sustancia o mediante la mecánica estadística que la define como la sensibilidad de la energía a los cambios de entropía a volumen constante, T = U / S. No obstante, el principio cero de la termodinámica permite definir de un modo operacional la temperatura de un sistema sin hacer hipótesis sobre la estructura de la materia.

De todas las magnitudes físicas, sin duda la temperatura es la de medida más frecuente. Posiblemente sea la variable que determine de forma más decisiva las propiedades de la materia, bien dependiendo de ella como función continua (tal es el caso de la resistividad eléctrica, presión, etc.) o bien presentando características muy diferentes según que su temperatura sea superior o inferior a una bien definida (caso de los cambios de fase, punto de Curie, etc.). Por ello es por lo que la medida de la temperatura es vital tanto en la industria como en la investigación.

No obstante, asignar un valor numérico a una temperatura plantea un problema importante. En efecto, la mayoría de las magnitudes físicas suelen estar definidas por un valor numérico obtenido por comparación con otra tomada como referencia. A éstas se las conoce con el nombre de magnitudes extensivas, pues a partir del patrón de la unidad se pueden definir de forma sencilla, al menos conceptualmente, múltiples y submúltiplos de ella. Este no es, evidentemente, el caso de la temperatura, que pertenece al grupo de las llamadas variables intensivas. Multiplicar o dividir por un número el valor de una temperatura no tiene significado físico alguno. Esto nos lleva a plantearnos el estudio de las bases físicas en las que se funda el establecimiento de una escala de temperaturas.

TERMOMETRÍA

La termometría es una rama de la física que se ocupa de los métodos y medios para medir la temperatura.

La temperatura no puede medirse directamente. La variación de la temperatura puede ser determinada por la variación de otras propiedades físicas de los cuerpos volumen, presión, resistencia eléctrica, fuerza electromotriz, intensidad de radiación...

Tipos de Termómetros (según el margen de temperaturas a estudiar o la precisión exigida)

Termómetros de líquido:

• de mercurio:

•

o de -39 °C (punto de congelación del mercurio) a 357 °C (su punto de ebullición),

o portátiles y permiten una lectura directa. No son muy precisos para fines científicos.

• de alcohol coloreado

•

o desde - 112 °C (punto de congelación del etanol, el alcohol empleado en él) hasta 78 °C (su punto de ebullición), cubriendo por lo tanto toda la gama de temperaturas que hallamos normalmente en nuestro entorno.

o es también portátil, pero todavía menos preciso; sin embargo, presta servicios cuando más que nada importa su cómodo empleo.

Termómetros de gas:

• desde - 27 °C hasta 1477 °C

• muy exacto, margen de aplicación extraordinario. Más complicado y se utiliza como un instrumento normativo para la graduación de otros termómetros.

Termómetros de resistencia de platino:

• es el más preciso en la gama de -259 °C a 631 °C, y se puede emplear para medir temperaturas hasta de 1127 °C

• depende de la variación de la resistencia a la temperatura de una espiral de alambre de platino

• reacciona despacio a los cambios de temperatura, debido a su gran capacidad térmica y baja conductividad, por lo que se emplea sobre todo para medir temperaturas fijas.

Par térmico (o pila termoeléctrica)

• consta de dos cables de metales diferentes unidos, que producen un voltaje que varía con la temperatura de la conexión.

• Se emplean diferentes pares de metales para las distintas gamas de temperatura, siendo muy amplio el margen de conjunto: desde -248 °C hasta 1477 °C.

• es el más preciso

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