Transductor de Temperatura
Definición: Un transductor de temperatura es un dispositivo eléctrico que convierte la energía térmica en cantidades físicas como desplazamiento, presión o una señal eléctrica. Su función principal es permitir la medición automática de la temperatura. El principio fundamental subyacente en un transductor de temperatura es detectar el calor y luego convertir esta información en un formato legible para su transmisión.
Características del Transductor de Temperatura
La entrada es invariablemente una cantidad térmica.
Los transductores típicamente convierten la cantidad térmica en una cantidad alternante.
Se utilizan para medir la temperatura y el flujo de calor dentro de los dispositivos.
Elemento Sensor
El elemento sensor utilizado en un transductor de temperatura debe poseer la propiedad de que sus características cambien en respuesta a las variaciones de temperatura. Por ejemplo, en un termómetro de resistencia, el metal platino sirve como elemento sensor. Los requisitos clave para el elemento sensor son los siguientes:
El elemento sensor de temperatura convierte la temperatura en calor.
Debería haber un cambio significativo en la resistencia con respecto a la temperatura.
El elemento sensor debe tener una alta resistividad.
Tipos de Transductores de Temperatura
Los transductores de temperatura se clasifican principalmente en dos tipos amplios:
Dispositivos de Sensores de Temperatura de Contacto
En este tipo de transductor, el elemento sensor está conectado directamente a la fuente de calor. La transferencia de calor ocurre a través del fenómeno de conducción, que es el proceso por el cual el calor se transfiere de una sustancia a otra sin el movimiento de las sustancias mismas.
Dispositivos de Sensores de Temperatura de No Contacto
Aquí, el elemento sensor no entra en contacto directo con la fuente de calor. En su lugar, se basan en el fenómeno de convección para la transferencia de calor. La convección es el proceso en el que el calor se transfiere por el
Los termómetros de resistencia se clasifican en dos tipos principales:
Termómetros de Resistencia con Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC): Estos se utilizan principalmente para la detección de temperatura. Como su nombre lo indica, la resistencia de un termistor NTC disminuye a medida que la temperatura aumenta. Esta característica los hace altamente efectivos para detectar con precisión los cambios de temperatura.
Termómetros de Resistencia con Coeficiente de Temperatura Positivo (PTC): Los termómetros PTC se utilizan principalmente para el control de corriente. Cuando la temperatura aumenta, la resistencia de un termistor PTC también aumenta. Esta propiedad les permite regular el flujo de corriente eléctrica en diversas aplicaciones.
Principio de Funcionamiento de los Termómetros de Resistencia: Los metales exhiben una propiedad donde su resistencia varía con la temperatura. Los termómetros de resistencia aprovechan este principio para la medición de la temperatura. El platino se emplea comúnmente como elemento sensor en los termómetros de resistencia de alta precisión. Debido a la relación estable y predecible entre la resistencia y la temperatura del platino, estos termómetros pueden medir con precisión la temperatura ambiental. Al medir la resistencia del elemento de platino, se puede determinar con precisión la temperatura correspondiente, lo que hace que los termómetros de resistencia sean una opción confiable para una amplia gama de aplicaciones de monitoreo de temperatura.
Termopares: Un termopar es un dispositivo que convierte la temperatura en energía eléctrica en el punto de contacto. Funciona según el principio de que diferentes metales poseen coeficientes de temperatura distintos. Cuando dos metales disímiles se unen para formar una unión, ocurre un fenómeno conocido como el efecto Seebeck. A medida que la temperatura en la unión cambia, se induce un voltaje a través de la unión. Significativamente, este voltaje inducido es directamente proporcional a la diferencia de temperatura entre la unión y un punto de referencia. Esta relación lineal entre el voltaje generado y la temperatura permite que los termopares sean altamente efectivos para medir con precisión la temperatura. Se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones industriales, científicas y domésticas, donde el monitoreo y control preciso de la temperatura son cruciales, como en hornos, hornos y sistemas de control de procesos industriales.
Transductor de Temperatura de Circuito Integrado: Un transductor de temperatura de circuito integrado (CI) utiliza una combinación de un elemento sensor de temperatura y un circuito electrónico para medir la temperatura. Este tipo de transductor se caracteriza por su respuesta lineal, lo que simplifica el proceso de convertir la temperatura percibida en una salida eléctrica que se puede interpretar fácilmente. Sin embargo, uno de los inconvenientes notables del transductor de temperatura integrado es su rango operativo relativamente estrecho. Generalmente funciona dentro de un rango de temperatura de 0°C a 200°C. Este rango limitado restringe su aplicabilidad en ciertos entornos de alta o baja temperatura donde se requiere una cobertura de temperatura más amplia.
A pesar de esta limitación, los transductores de temperatura CI se utilizan ampliamente en numerosas aplicaciones, como la electrónica de consumo, donde su tamaño compacto, linealidad y interfaz relativamente simple los hacen una opción preferida para el monitoreo de la temperatura dentro del rango de temperatura especificado. Los transductores de tipo no contacto pueden subdividirse aún más, con un ejemplo siendo el termistor. Un termistor es un tipo de resistor cuya resistencia cambia con la temperatura. Su resistencia se mide pasando una pequeña corriente directa medida, lo que a su vez causa un caída de tensión a través de la resistencia.
