Para aquellos que no están familiarizados con los distintos tipos de sensores de temperatura disponibles, la elección del sensor más adecuado puede ser una tarea desalentadora. Para facilitar esta elección, a continuación se describen tres tipos comunes de sensores de temperatura: Los termopares, los RTD y los termistores.
Termopares
Cuando existe una diferencia de temperatura entre los extremos de dos materiales distintos conductores de la electricidad, que se han unido en ambos extremos para formar un bucle, los electrones comienzan a fluir desde la unión más caliente a la unión más fría. Esto da lugar a una carga eléctrica positiva en la unión más caliente y a una carga negativa en la unión más fría, creando una tensión. Esto se conoce como efecto Seebeck.
Los termopares aprovechan este efecto para medir la temperatura. Un termopar se construye con dos tipos diferentes de cables metálicos que se unen en cada extremo para formar un circuito. Cuando se produce un cambio de temperatura en una de las uniones entre los hilos, se puede medir la tensión creada por el efecto Seebeck para calcular la temperatura. Como la tensión de los cables del termopar representará una temperatura diferencial, debe compararse con una temperatura de referencia para determinar la temperatura absoluta, en un proceso conocido como “compensación de la unión fría”.
Se pueden utilizar varias combinaciones de hilos metálicos para crear un termopar, y es esta combinación de hilos la que determina el tipo de termopar. Por ejemplo, el termopar común de tipo K utiliza alambres de cromo y aluminio. El tipo de termopar, así como el calibre del cable, determinará el rango de temperatura para el que se puede utilizar el termopar, e influirá en el índice de precisión del termopar.
Estilo de la sonda
El estilo de la sonda es otra consideración importante a la hora de seleccionar un termopar. En efecto, la temperatura se mide en la punta del termopar, en la unión entre los dos cables distintos. Esta unión puede estar expuesta -en cuyo caso los dos hilos pueden estar soldados o simplemente trenzados- o puede haber una funda de sonda que cubra las uniones de los hilos.
Termopares de punta expuesta
Los termopares de punta expuesta tienden a dañarse con más facilidad que las uniones de termopar con funda, y no deben exponerse a la humedad. Sin embargo, tienen la ventaja de que son menos costosos, tienen tiempos de respuesta de temperatura mucho más rápidos y a menudo pueden repararse cortando y volviendo a soldar el termopar para crear una nueva unión.
Los empalmes enfundados son más duraderos que los empalmes de punta expuesta, y pueden ser sumergibles. Hay dos tipos principales de uniones con funda: con y sin conexión a tierra. En una unión conectada a tierra, los dos hilos del termopar están conectados eléctricamente (normalmente soldados) a la vaina metálica.
Esto permite un tiempo de respuesta relativamente rápido, ya que sólo la vaina metálica y la unión del termopar deben calentarse para que el termopar refleje un cambio de temperatura. Sin embargo, las vainas conectadas a tierra pueden ser sensibles a las interferencias eléctricas y a los problemas de conexión a tierra, lo que puede afectar a la precisión y fiabilidad de las lecturas de temperatura.
Las uniones sin conexión a tierra tienen un aislamiento entre el interior de la funda de la sonda y el cable del termopar, sin conexión eléctrica entre la funda y los cables del termopar. Los empalmes sin conexión a tierra son menos susceptibles a las interferencias eléctricas y a los problemas de conexión a tierra que sus homólogos con conexión a tierra, a costa de tener un tiempo de respuesta a la temperatura más lento que los otros tipos de empalmes enumerados anteriormente.
Tipo de conector
Además de los estilos de sonda, también es importante seleccionar el tipo de conector correcto para conectar un termopar a un registrador de datos MadgeTech (u otro dispositivo). Los tres tipos de conectores principales utilizados por los registradores de MadgeTech son los terminales de tornillo, los mini enchufes y los bloques de terminales. Puede encontrar más información sobre estas opciones aquí.
Hay numerosos registradores de MadgeTech que pueden aceptar sondas de termopar externas, incluyendo el TCTempX multicanal, el TC101A, el RFTCTemp2000A inalámbrico, el TCTemp2000, el Titan S8 autónomo, y otros. Todos los registradores de termopar de MadgeTech incorporan una compensación de unión fría y son compatibles con una amplia variedad de tipos de termopar.
Detectores de temperatura por resistencia (RTD)
Los detectores de temperatura por resistencia (RTD) son sensores que miden la temperatura mediante una resistencia. Cuando un RTD se calienta, la resistencia del sensor aumenta. Dado que se trata de un efecto repetible, la generación de una pequeña cantidad de tensión a través del sensor y la posterior medición de la resistencia en el circuito permiten determinar la temperatura con un alto grado de precisión.
Las RTD suelen estar envueltas en una funda de sonda metálica. Estas vainas están disponibles en muchos estilos para adaptarse a una amplia variedad de aplicaciones. También hay varios tipos de RTD disponibles, pero los registradores MadgeTech sólo son compatibles con los tipos de sonda PT100, donde “PT” denota el material (platino) y el “100” indica que la resistencia a 0 °C es de 100 ohmios.
Las sondas RTD están disponibles en configuraciones de 2, 3 y 4 hilos. Las sondas de 4 hilos proporcionan la mejor precisión, por lo que se recomienda utilizar RTD de 4 hilos siempre que sea posible.
Para los registradores MadgeTech, las sondas de 2 hilos serían la siguiente mejor opción, ya que aunque la mayoría de las sondas RTD de 3 hilos funcionarán, MadgeTech no puede garantizar la precisión de las sondas RTD de 3 hilos cuando se utilizan con dispositivos MadgeTech. Todos los registradores de MadgeTech que aceptan una sonda RTD externa utilizarán conectores de bloque de terminales para conectar la sonda RTD al registrador.
Sondas RTD
Las sondas RTD suelen ofrecer un nivel de precisión mucho mayor que las sondas de termopar, por lo que son una buena opción cuando la precisión es la máxima prioridad en una aplicación de registro. Sin embargo, las sondas RTD suelen ser más delicadas y se dañan con más facilidad que los termopares. Además, las sondas de termopar suelen ser menos caras que las RTD.
Los registradores de MadgeTech que aceptan sondas RTD externas incluyen el RTDTemp101A, el RFRTDTemp2000A, el RTDTempX y el Titan S8. Además de los registradores que aceptan sondas RTD externas, cabe destacar que muchos registradores de MadgeTech utilizan RTDs como sus sensores de temperatura internos. Por ejemplo, la serie HiTemp140, el Temp1000/RHTemp1000, y varios modelos de la serie 101A y RF2000A utilizan RTDs internos.
Termistores
La palabra “termistor” es una combinación de las palabras “térmico” y “resistencia”. Al igual que los RTD, los termistores miden la resistencia eléctrica para calcular la temperatura. La principal diferencia entre los dos tipos de sensores es que los RTD suelen estar construidos con metales puros (normalmente platino), mientras que los termistores están construidos con diversos materiales semiconductores.
Los termistores pueden utilizarse para una variedad de propósitos distintos a la medición de la temperatura, y hay dos tipos disponibles: “NTC” y “PTC”. NTC significa “coeficiente de temperatura negativo”, y PTC “coeficiente de temperatura positivo”. Con los termistores NTC, la resistencia disminuye al aumentar la temperatura; con un termistor PTC, la resistencia aumenta al aumentar la temperatura. Sólo los termistores NTC se utilizan para medir la temperatura.
Nivel de precisión
Los termistores proporcionan un alto nivel de precisión, pero tienen rangos de temperatura mucho más limitados que los RTD o los termopares. La mayoría de los termistores tienen una especificación de temperatura máxima de 150 °C, aunque algunos termistores especializados pueden utilizarse a temperaturas más altas.
Otra limitación de los termistores es que no son tan universales como los RTD o los termopares. Los termistores están disponibles en una variedad de resistencias, y el sistema que se utiliza para calcular la temperatura a partir de la resistencia del termistor debe ser diseñado para trabajar con esa resistencia específica, y otras características del termistor que se utiliza.
A pesar de estas limitaciones, la gran precisión y el bajo coste de los termistores los convierten en una solución ideal para muchas aplicaciones. Al igual que los RTD y los termopares, los termistores están disponibles como sondas de temperatura externas que pueden alojarse en una funda, y también se utilizan habitualmente como sensores de temperatura internos en dispositivos electrónicos, como los electrodomésticos.
Registradores de MadgeTech
Varios registradores de MadgeTech utilizan termistores como sus sensores de temperatura internos, incluyendo el CryoTemp, LyoTemp, MicroTemp y MicroTemp100. Hay un registrador de MadgeTech que puede utilizarse con termistores externos: el Titan S8. El Titan S8 es compatible con termistores NTC de 2252 y 10K. Vale la pena señalar que el Titan S8 se puede utilizar con cualquiera de los tipos de sensores enumerados en este post, y puede soportar cualquier combinación de los tres tipos a través de sus 8 canales, por lo que es una gran opción cuando se requiere flexibilidad o múltiples tipos .
