Para realizar mediciones de temperatura confiables, el primer paso es seleccionar el instrumento de temperatura correcto, también conocido como sensor de temperatura. Los termopares, termistores, termómetros de resistencia de platino (RTD) y circuitos integrados de temperatura se encuentran entre los sensores de temperatura más utilizados en las pruebas.
La siguiente es una introducción a las características de termopares y termistores.
Termopares: Los termopares son los sensores de temperatura más utilizados en la medición de temperatura. Sus principales ventajas son un amplio rango de temperatura y la adaptabilidad a diversos entornos atmosféricos. También son robustos, económicos, no requieren fuente de alimentación y son la opción más económica. Un termopar consta de dos cables metálicos diferentes (metal A y metal B) conectados en un extremo. Cuando se calienta un extremo del termopar, existe una diferencia de potencial en el circuito del termopar. La temperatura se puede calcular utilizando la diferencia de potencial medida.
Sin embargo, la relación entre voltaje y temperatura no es-lineal. Debido a esta relación no-lineal, se necesita una segunda medición para una temperatura de referencia (Tref). Luego, el software o hardware del equipo de prueba procesa internamente la conversión de voltaje-temperatura para obtener finalmente la temperatura del termopar (Tx). Tanto la unidad de adquisición de datos Agilent 34970A como la 34980A tienen capacidades de medición y procesamiento integradas.
En resumen, los termopares son los sensores de temperatura más simples y versátiles, pero no son adecuados para aplicaciones y mediciones de alta-precisión.
Los termistores, por otro lado, utilizan materiales semiconductores y en su mayoría tienen un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que su resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura. Los cambios de temperatura provocan grandes cambios de resistencia, lo que los convierte en los sensores de temperatura más sensibles. Sin embargo, los termistores tienen una linealidad extremadamente pobre y dependen en gran medida del proceso de fabricación. Los fabricantes no proporcionan perfiles de termistores estandarizados.
Los termistores son muy pequeños y responden rápidamente a los cambios de temperatura. Sin embargo, requieren una fuente de corriente y su pequeño tamaño los hace extremadamente sensibles a errores de autocalentamiento-.
Los termistores miden la temperatura absoluta en dos cables, lo que ofrece buena precisión, pero son más caros que los termopares y su rango de temperatura medible es menor. Un termistor de uso común tiene una resistencia de 5 kΩ a 25 grados, y un cambio de temperatura de 1 grado provoca un cambio de resistencia de 200 Ω. Tenga en cuenta que la resistencia del cable de 10 Ω introduce sólo un error insignificante de 0,05 grados. Es ideal para aplicaciones de control actuales que requieren una medición de temperatura rápida y sensible. Su pequeño tamaño es ventajoso para aplicaciones con espacio-limitado, pero se deben evitar errores de autocalentamiento.
Los termistores también tienen sus propias técnicas de medición. Su pequeño tamaño es una ventaja; se estabilizan rápidamente y no crean una carga térmica. Sin embargo, esto también los hace menos robustos y las corrientes elevadas pueden provocar un autocalentamiento. Debido a que un termistor es un dispositivo resistivo, cualquier fuente de corriente generará calor debido a la energía. La potencia es igual al producto del cuadrado de la corriente y la resistencia. Por lo tanto, se debe utilizar una pequeña fuente de corriente. La exposición a altas temperaturas provocará daños permanentes al termistor.
Esta introducción a dos tipos de instrumentos de temperatura pretende ser útil para su trabajo y estudios.