DEFINICIÓN DE TEMPERATURA Es un potencial térmico como el voltaje es un potencial eléctrico. También se define como el grado de calor o frío de un cuerpo referido a una escala de temperatura. Se determina comparativamente con la temperatura de los cuerpos y condiciones que sirven de referencia, por ejemplo el punto de congelación del agua. Calor: Forma de energía que se transfiere por una diferencia de temperaturas.
ESCALAS DE TEMPERATURA
CONVERSIÓN DE UNIDADES
FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR – Conducción
FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR – Convección
FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR – Radiación
TERMÓMETROS DE VIDRIO Donde: Vt: Volumen de líquido a temperatura t Vo: Volumen de líquido a 0°C ?: Coeficiente dilatación del líquido t: Temperatura del líquido en °C
TIPOS DE LÍQUIDOS USADOS
TERMÓMETROS DE VIDRIO Ventajas: Bajo costo Medición simple. Larga vida Preciso. Limitaciones: No sirve para control automático . Medición local. Difícil de leer Frágil. Características: Rango de medición –130 a 300°C (rango extendido 600°C). Exactitud: 1 a 2%
TERMÓMETROS BIMETÁLICOS
TERMÓMETROS BIMETÁLICOS
TERMÓMETROS BIMETÁLICOS
TERMÓMETROS BIMETÁLICOS Ventajas: Más robustos que los termómetros de vidrio Lectura en cuadrante. Menor costo que el térmico o eléctrico Preciso. Limitaciones: Menos preciso que el de vidrio. Se descalibran con manejo brusco Solo para uso como indicador. Características: Rango de medición –60 a 420°C (rango extendido 530°C). Exactitud: 1 a 2%
BULBO – CAPILAR
CLASIFICACIÓN TERMÓMETROS BULBO – CAPILAR
BULBO – CAPILAR Ventajas: Simples. No requieren energía auxiliar Buen tiempo de respuesta. Costo relativamente bajo. Limitaciones: Mayor tamaño de bulbo que los eléctricos. Distancia limitada entre bulbo e indicador Características: Rango de medición –180 a 420°C (rango extendido 530°C). Exactitud: 1 a 2%
TERMOCUPLAS
TERMOCUPLAS 1. Termocupla o unión caliente. 2. Puntos de medición. 3. Cables de compensación. 4. Puntos de referencia. 5. Cables de conexión. 6. Instrumento de medición. 7. Resistencia de balance.
TIPOS DE TERMOCUPLAS
TIPOS DE TERMOCUPLAS
TIPOS DE TERMOCUPLAS
TERMOCUPLAS Ventajas: Simple. Robusta. Menor costo comparadas con los RTDs. Gran variedad Amplios rangos de temperatura Limitaciones: No lineal. Bajo salida de milivoltios Requiere referencia Menos estable Características: Rango de medición –200 a 1600°C Exactitud: +/- 4°C
TERMÓMETROS DE RESISTENCIA (RTD)
RTDs 2 y 3 hilos (Gp:) 138,5? @100°C (Gp:) 2 ? (Gp:) 2 ? (Gp:) 142,5? ? 110°C 2 ? – 4 ?
CURVAS DE RTDs
CLASES DE PRECISIÓN
TIPOS DE RTDs
Ventajas: Buena estabilidad y repetibilidad. Muy buena precisión. Más lineal que la termocupla.. Limitaciones: Costosa Menos robusta que las termocuplas en ambientes de altas temperaturas y vibración. Pequeño cambio de resistencia. Presenta errores por autocalentamiento. Rango de temperatura limitado. Características: Rango de medición –200 a 850°C Exactitud: +/- 0.5°C TERMÓMETROS DE RESISTENCIA (RTD)
TERMISTORES Ventajas: Alta salida de resistencia.. Respuesta rápida.. Medición en 2 hilos.. Limitaciones: No- lineal. Rango limitado. Frágil. Características: Rango de medición –80 a 150°C Donde: Rtt: Resistencia a temperatura del proceso Ro: Resistencia a temp. de referencia (25°C) B: Constante. Depende del proceso de fabricación T: Temperatura del proceso To: Temperatura de referencia (25°C)
CIRCUITOS INTEGRADOS Ventajas: Salida lineal a la temperatura absoluta. Bajo costo. Alta sensibilidad. Limitaciones: Temperatura < 200 ° C. Respuesta lenta. Uso limitado en la industria. (Gp:) Salida (Gp:) 1?A/ °K (Gp:) + (Gp:) 10k? (Gp:) Salida (Gp:) + (Gp:) 10mV/°K
CURVAS TÍPICAS SENSORES DE TEMPERATURA ELÉCTRICOS
PIRÓMETROS DE RADIACIÓN
PIRÓMETROS DE RADIACIÓN
EMISIVIDAD
APLICACIÓN PIRÓMETROS RADIACIÓN
PIRÓMETROS DE RADIACIÓN Ventajas: No hay contacto físico. Rango amplio. Respuesta rápida. Medición áreas pequeñas o promedio áreas grandes. Medición altas temperaturas < 3000 °C. Limitaciones: Temperatura < 200 ° C Escala no lineal. Puede afectarse la medición por las características del medio. Costo elevado.