En días anteriores el termómetro sólo se utilizaba para medir la temperatura del cuerpo humano y la temperatura atmosférica, pero hoy en día, debido a los drásticos desarrollos industriales, es esencial medir la temperatura de diversas situaciones y condiciones con mucha precisión y exactitud. Para lograr la exactitud y la precisión requeridas de la medición de la temperatura…diferente… tipos de sensor de temperatura se han desarrollado. Dependiendo de la principio de funcionamiento de los sensores de temperaturaque han clasificado ampliamente como,
- Termómetro de líquidos y gases
- Termómetro de tira bimetálica
- Resistencia termómetros, que incluyen detector de temperatura de la resistencia o RTD y termistores
- Termopar
- Junction semiconductor sensor
- Pirómetro de radiación.
Vamos a discutir todo… tipos de sensor de temperatura uno por uno en resumen.
Termómetro de líquidos y gases
Este es el proceso más antiguo de la medición de la temperatura. El método es muy simple. En termómetro de gasEn el caso de la bombilla de vidrio, se llena con un gas específico y se observan los diferentes volúmenes de gas en el interior de la bombilla a diferentes temperaturas. Aquí se aplica la Ley de Gas de Charles, esta ley establece que el volumen de gas es directamente proporcional a la temperatura kelvin del gas cuando la presión se mantiene constante. En termómetro de gasLa temperatura se calibra en función del volumen del gas dentro del bulbo, considerando que la presión del gas es constante como se muestra en la figura básica anterior.
La lectura de este tipo de sensores de temperatura no es muy fiable ya que está muy afectado por la presión atmosférica. También se introdujo otra versión un poco mejorada del termómetro de gas, donde el volumen del gas dentro del bulbo se mantiene constante a todas las temperaturas ajustando el nivel del tubo capilar unido al bulbo y se observó cuál es el cambio de la cabeza del líquido en el lado del tubo capilar. Aquí también se aplica la Ley de Charles del gas. Como sabemos, esta ley también establece que la presión de un gas encerrado es directamente proporcional a su temperatura kelvin cuando su volumen es constante. Aquí, la presión cambiada del gas se calibra a su temperatura. Como ambos termómetros de gas detectan la temperatura, pueden considerarse como la versión más antigua y simple de un sensor de temperatura.
Termómetro de tira bimetálica
Esta es otra forma simple de termómetro. Aquí dos tiras de diferentes metales se unen para formar una tira bimetálica. El coeficiente de expansión de estos dos metales debe ser lo suficientemente diferente. Debido a estos diferentes coeficientes de expansión, las tiras de metal se expandirán o contraerán de manera diferente para el mismo cambio de temperatura en el entorno. En consecuencia, todo el conjunto de la tira bimetálica se doblará o se deformará en su forma. Esta deformación mecánica de la tira, es entonces captada por un puntero en un dial de indicación por medio de una disposición de engranaje de palanca.
Termómetros de resistencia
Sabemos que la resistencia de cualquier material cambia por el cambio de temperatura. Hay una clara relación entre la resistencia y la temperatura de un material. Esta relación puede ser utilizada para la medición de la temperatura. La tasa de cambio de resistencia por grado centígrado se conoce como coeficiente de temperatura de resistencia del material. Este coeficiente puede ser positivo o negativo. Generalmente, la resistencia del metal aumenta con el aumento de la temperatura, por lo que el coeficiente de temperatura de la resistencia del metal se denomina positivo, mientras que la resistencia del semiconductor disminuye con el aumento de la temperatura, por lo que el coeficiente de temperatura de la resistencia del semiconductor se denomina negativo. Aunque, tanto el metal como el semiconductor pueden ser utilizados como sensores de temperatura. Cuando el metal se utiliza como sensor el termómetro se denomina detector de temperatura de resistencia o RTD por otro lado cuando se utiliza un semiconductor con el mismo propósito el termómetro se denomina termistor.
Termómetro de termopar
En un sistema de termopar, dos conductores metálicos disímiles están conectados entre sí en sus dos extremos. Debido a esto, se crean dos uniones comunes y si estas dos uniones comunes se exponen a dos temperaturas diferentes, se producirá una emf térmica neta en el circuito. El valor de la emf producida depende de la naturaleza de estos dos metales disímiles y de la diferencia de temperatura entre sus uniones comunes. Por lo tanto, la diferencia de temperatura puede calibrarse fácilmente a partir de la EMF generada para ello. Este tipo de sensores de temperatura se utiliza principalmente en la industria.
Sensor de semiconductor de unión
A diodo de unión p-n y transistor de unión bipolar tienen una fuerte dependencia de la temperatura. Si un diodo o un BJT está conectado a una constante fuente de corriente y si el delantero se inclinó voltaje de estos dispositivos se miden, se observaría que debido al cambio de temperatura habría mucho cambio en el voltaje sesgado hacia adelante. Por lo tanto, este voltaje sesgado hacia adelante puede calibrarse fácilmente en temperatura, ya que el valor de este voltaje da una medición directa de la temperatura. Este tipo de sensores de temperatura son muy sensibles y se utilizan principalmente en la electrónica.
Pirómetro de radiación
Se trata de un tipo muy moderno de sensor de temperatura que se utiliza cuando es imposible medir la temperatura por contacto directo con el objeto cuya temperatura se va a medir con el termómetro. A veces es necesario controlar la temperatura de un horno muy caliente donde no es posible colocar un termómetro convencional. En ese caso, el pirómetro de radiación se utiliza para medir su temperatura desde lejos sólo mediante la detección de la radiación electromagnética que sale del objeto. Esta tecnología de medición de la temperatura también puede utilizarse en sistemas de alta tensión. Si la temperatura de cualquier punto de la red de energía en carga debe ser medida desde una distancia segura, esta tecnología es bastante utilizable. Un termómetro pirómetro capta y detecta la radiación electromagnética térmica, emitida por un objeto y da la temperatura del objeto, ya que el instrumento está calibrado para ello.
