¿Conoces los sensores de temperatura?

¿Alguna vez te has preguntado qué son los sensores de temperatura y cómo se dividen? En  el post que nos ocupar responderemos a estas cuestiones y os daremos consejos útiles para escoger el mejor sensor en cada caso.

La respuesta a la primera pregunta es simple: Los sensores de temperatura son los elementos más comunes en cualquier sistema de regulación automática donde el calor o el frío sean elementos clave para la aplicación.

Con respecto a la segunda,  os informamos de que existen 3 categorías principales dependiendo de su principio de funcionamiento: termorresistencias, termopares y termistores.

Termorresistencias

Los sensores de temperatura conocidos como termorresistencia tienen como principal característica que varían  su valor óhmico según la temperatura a la que se encuentren.

Sin embargo no es ésta la única singularidad con la que cuenta; dispone de otras tan interesantes como:

• Su capacidad de combinarse con todo tipo de cabezas o terminaciones; particularidad que les permite adaptarse a cualquier necesidad del cliente.
• Disponen de diversos rangos de temperatura de operación. En algunos modelos la salida analógica se puede encontrar incluso entre 4-20mA.
• Pueden venir con 2, 3 o 4 hilos.

Por otra parte, también es importante el rango de utilización de las sondas de temperatura. Este valor depende tanto del tipo de construcción con el que se fabrique, como del tipo de sensor de temperatura que se utilice. Generalmente se podría considerar que una sonda de temperatura pt100 con salida directa a cable puede trabajar entre -50ºC y 250ºC (en función del tipo de cable y de las medidas de la vaina de protección); y que en las sondas de temperatura con cabezal de conexiones, el rango más habitual abarca desde los -50ºC  hasta los 500ºC.

Los tipos en los que se divide este tipo de sensor son:

Termopares

Otra opción que merece ser tratada en este artículo es el termopar. Un termopar es un transductor formado por la unión de dos metales distintos que produce una diferencia de potencial muy pequeña (del orden de los mV). Este potencial es función de la diferencia de temperatura entre sus extremos, los denominados «punto caliente» / «unión caliente» y «punto frío»/«unión fría».

En instrumentación industrial, los termopares son usados como sensores de temperatura gracias a que son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación está en la exactitud, pues es fácil obtener errores del sistema cuando se trabaja con precisiones inferiores a un grado Celsius.

Los termopares comerciales se designan por letras identificadoras de sus materiales contenedores y se especifican generalmente por su sensibilidad o coeficiente térmico (mV/ºC). Estos termopares de base metálica, con valores E, J, K, T son capaces de trabajar por encima de 1000°C.

Asimismo existe otro grupo al margen de los termopares comerciales, los termopares nobles, de valores S, R, B  que al poseer platino como elemento básico, llegan incluso a sobrepasar los 2000°C:

Otro punto a tener en cuenta en este tipo de sensores es el territorio donde se trabaja. Debido a que se debe utilizar un cable específico para cada tipo, según la región existe una codificación de colores determinada e identificativa de cada termopar:

Termistores

Por último nos encontramos con los termistores, término que proviene de Thermally Sensitive Resistor y que se define por ser un sensor resistivo. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura.

Los termistores tienen como característica destacable su no linealidad. En los proyectos donde se busca esta propiedad es necesario estudiar su rango de temperatura y escoger aquel en el cual su comportamiento es más lineal. Para ello, os dejamos con un diagrama donde se muestra la gráfica de linealidad de los principales termistores:

Aunque como hemos comentado previamente, se puede buscar su rango más lineal en ciertos proyectos, su aplicación más extendida  es en aplicaciones de placas electrónicas debido a su reducido tamaño.

Al igual que los otros sensores de temperatura, los termistores también se pueden diferenciar en varias categorías:

• NTC: Son lineales en el rango 100ºC-150ºC (Alarmas por temperatura o ebullición de H2O)
• PTC: Se utilizan en rangos próximos a 0ºC (Cámaras frigoríficas o hipermercados)

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