MEDICIÓN DE TEMPERATURAMEDICIÓN DE TEMPERATURA

DEFINICIÓN DE TEMPERATURADEFINICIÓN 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 TEMPERATURAESCALAS DE TEMPERATURA

CONVERSIÓN DE UNIDADESCONVERSIÓN DE UNIDADES

EJERCICIOS EN CLASEEJERCICIOS EN CLASE

1. Convertir 50 grados Centígrados a grados Fahrenheit.

2. Convertir 400 grados Kelvin a grados Fahrenheit.

3. Convertir 200 grados Centígrados a grados Kelvin.

4. Convertir 15 grados Fahrenheit a grados Centígrados.

5. Convertir 450 grados Fahrenheit a grados Kelvin.

6. Convertir 450 grados Kelvin a grados Centígrados.

FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR - FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR - ConducciónConducción

FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR - FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR - ConvecciónConvección

FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR - FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR - RadiaciónRadiación

TERMÓMETROS DE VIDRIOTERMÓMETROS DE VIDRIO

)t.1(VotV

Donde:Vt: Volumen de líquido a temperatura t

Vo: Volumen de líquido a 0°C

: Coeficiente dilatación del líquidot: Temperatura del líquido en °C

TIPOS DE LÍQUIDOS USADOSTIPOS DE LÍQUIDOS USADOS

Líquido termométrico Rango de temperatura Mercurio - 35..... + 28 °C Mercurio ( tubo capilar con gas) - 35..... +450°C Pentano -200.....+ 20°C Alcohol etílico -100.....+ 70°C Alcohol Metilico - 80.....+ 60°C Tolueno - 70.....+ 100°C Acetona - 80.....+ 50°C Toluol - 80.....+ 100°C Mercurio Thalium - 50.....+ 100°C

TERMÓMETROS DE VIDRIOTERMÓMETROS 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 BIMETÁLICOSTERMÓMETROS BIMETÁLICOS

TERMÓMETROS BIMETÁLICOSTERMÓMETROS BIMETÁLICOS

METAL ALTO COEFICIENTE METAL BAJO COEFICIENTE

Hierro Níquel Latón Monel Zinc Latón

Níquel Invar ( 64 % Fe, 36 % NI) Acero Inox. Invar ( 64 % Fe, 36 % NI)

Níquel Hierro

TERMÓMETROS BIMETÁLICOSTERMÓMETROS BIMETÁLICOS

TERMÓMETROS BIMETÁLICOSTERMÓMETROS 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 - CAPILARBULBO - CAPILAR

CLASIFICACIÓN TERMÓMETROS BULBO - CAPILARCLASIFICACIÓN TERMÓMETROS BULBO - CAPILAR

CLASE FLUIDO RELLENO CARACTERISTICAS FLUIDOS USADO I Liquido diferente al mercurio Sin compensación

IA Liquido diferente al mercurio Contenedor y capilar compensados

Alcohol y éter en forma liquida.

IB Liquido diferente al mercurio Contenedor compensado IIA Vapor Temp. Bulbo > Temp.

Ambiente. IIB Vapor Temp. Bulbo < Temp.

Ambiente. IIC Vapor Temp. Bulbo <> Temp

ambiente IID Vapor Liquido no volátil en la

transmisión Temp. Bulbo <> Temp ambiente.

Cloruro de metilo, éter, Benzeno, Tolueno, Butano, Propano, Hexano en forma de vapor.

IIIA Gas Contenedor y capilar compensados

IIIB Gas Contenedor compensado

Helio, Nitrógeno, Anhídrido Carbónico en forma de gas.

VA Mercurio Contenedor y capilar compensados

VB Mercurio Contenedor compensado

Mercurio.

BULBO - CAPILARBULBO - 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%

TERMOCUPLASTERMOCUPLAS

TERMOCUPLASTERMOCUPLAS

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 TERMOCUPLASTIPOS DE TERMOCUPLAS

TIPOS DE TERMOCUPLASTIPOS DE TERMOCUPLAS

TIPOS DE TERMOCUPLASTIPOS DE TERMOCUPLAS

TERMOCUPLASTERMOCUPLAS

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)TERMÓMETROS DE RESISTENCIA (RTD)

RTDs 2 y 3 hilosRTDs 2 y 3 hilos

138,5@100°C

2

2 142,5 110°C

2

- 4

CURVAS DE RTDs CURVAS DE RTDs

CLASES DE PRECISIÓNCLASES DE PRECISIÓN

METAL SIMBOLO RESISTIVIDAD Oro Au 13.00 Plata Ag 8.8 Cobre Cu 9.26 Platino Pt 59.00 Tungsteno W 30.00 Níquel Ni 36.00

METAL INTERVALO UTIL COSTO RESISTENCIA A 0°C PRECISION Platino -200 a 950 ° C Alto 25,100,500.1000 0.01 % Níquel -150 a 300 ° C Medio 100 0.50 % Cobre -200 a 120 ° C Bajo 10 0.10%

  

TIPOS DE RTDsTIPOS 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)TERMÓMETROS DE RESISTENCIA (RTD)

TERMISTORESTERMISTORES

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 Rt= Ro . exp ( )1 - 1

T ToB

Donde:Rtt: Resistencia a temperatura del proceso

Ro: Resistencia a temp. de referencia (25°C)B: Constante. Depende del proceso de fabricaciónT: Temperatura del procesoTo: Temperatura de referencia (25°C)

CIRCUITOS INTEGRADOSCIRCUITOS INTEGRADOS

Ventajas:

Salida lineal a la temperatura absoluta. Bajo costo. Alta sensibilidad.

Limitaciones:

Temperatura < 200 ° C. Respuesta lenta. Uso limitado en la industria.

Salida

1A/ °K

+

10k

Salida

+

10mV/°K

CURVAS TÍPICAS SENSORES DE TEMPERATURA CURVAS TÍPICAS SENSORES DE TEMPERATURA ELÉCTRICOSELÉCTRICOS

PIRÓMETROS DE RADIACIÓNPIRÓMETROS DE RADIACIÓN

PIRÓMETROS DE RADIACIÓNPIRÓMETROS DE RADIACIÓN

EMISIVIDADEMISIVIDAD

APLICACIÓN PIRÓMETROS RADIACIÓNAPLICACIÓN PIRÓMETROS RADIACIÓN

PIRÓMETROS DE RADIACIÓNPIRÓMETROS 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.