Qué sensor de temperatura elegir

Un sensor de termopar se basa en el efecto Seebeck y consiste en la unión dos metales diferentes unidos en un extremo, llamada «unión caliente». Al conectar los dos extremos restantes llamados «uniones de referencia» a un voltímetro, se mide una tensión eléctrica cuando la temperatura de la unión caliente es diferente a la de las uniones de referencia.

Existen varios tipos de termopares que corresponden a pares diferentes de metales. Cada par de metales presenta un rango de medición diferente:

El uso de un tipo de termopar y no otro dependerá en gran medida del rango de temperaturas en el que tenga que trabajar, pero también del tipo de ambiente:

• E: recomendados para atmósferas oxidantes o inertes en continuo.
• J: adecuados para atmósferas de vacío, reductoras o inertes.
• K: recomendados para atmósferas oxidantes o neutras continuas.
• N: aptos para aplicaciones en las que los elementos de tipo K presentan problemas de vida útil.
• T: aptos para atmósferas oxidantes, reductoras o inertes, así como de vacío. No les afecta la corrosión en ambientes húmedos.
• R & S: recomendados para altas temperaturas. Deben protegerse con un tubo de protección no metálico y aislantes cerámicos. El tipo R se utiliza en la industria; el tipo S en los laboratorios.
• B: idénticos a los R & S, aunque capaces de medir temperaturas más altas.

Ventajas:

• Resistencia y estabilidad ante temperaturas elevadas.
• Diámetros y dimensiones variados.
• Medición en el extremo de la unión caliente.
• Tiempos de respuesta muy cortos.
• Coste reducido.

Desventajas:

• Menor precisión que otras tecnologías.
• Cableado costoso; se requiere compensación de unión fría.
• Señal eléctrica débil.

Un sensor de temperatura de resistencia, a menudo llamado RTD, es un sensor de contacto. Utiliza la variación en la resistencia de un metal (platino, cobre, níquel o wolframio) en función de la temperatura. Este tipo de sensores utiliza varios metales que presentan diferentes rangos de medición:

• Platino: de -200 °C a 600 °C.
• Cobre: de -190 °C a 150 °C.
• Níquel: de -60 °C a 180 °C.
• Wolframio: de -100 °C a 1.400 °C.

El metal más utilizado para los sensores de temperatura de resistencia es el platino, ya que ofrece un rango de medición atractivo. Se conocen como sensores de temperatura de resistencia de platino. Los más conocidos son los Pt100 (con una resistencia de 100 ohmios a 0 °C) y los Pt1000 (con una resistencia de 1.000 ohmios a 0 °C). En comparación con los Pt100, los Pt1000 ofrecen una mejor precisión y tolerancia a las longitudes de hilo mayores.

En comparación con los termopares, los sensores de resistencia ofrecen una mayor precisión y una respuesta más lineal. Son más estables en la medición y tienen un amplio rango de temperaturas. Por otro lado, su tiempo de respuesta es más largo y su sensibilidad más baja.

Los termistores son otra forma de sensor de resistencia. Utilizan la variación de la resistencia de óxidos metálicos en función de la temperatura. Existen dos tipos de termistores : los NTC —Negative Temperature Coefficient, o coeficiente de temperatura negativo—, que tienen una variación de resistencia negativa bastante regular, y los PTC —Positive Temperature Coefficient, o coeficiente de temperatura positivo—, que muestran una variación de resistencia positiva repentina en un rango de temperatura reducido.

Los termistores tienen un tiempo de respuesta rápido y son económicos, aunque son bastante frágiles y tienen un rango de medición mucho más reducido que otras tecnologías de sensores.

Un sensor de temperatura de infrarrojos es capaz de medir la radiación infrarroja de los cuerpos en su campo de visión para deducir la temperatura de la superficie. La principal ventaja de este tipo de sensores es que funcionan sin necesidad de contacto físico con la superficie del objeto.

El tiempo de respuesta de estos sensores es muy rápido, a diferencia de los sensores de contacto, y no necesitan estar en equilibrio térmico —misma temperatura—. De este modo, estos sensores pueden realizar mediciones en objetos en movimiento, por ejemplo, en líneas de producción, objetos de difícil acceso dentro de hornos, etc.

Por otro lado, solo pueden medir la temperatura de la superficie del objeto y la medición puede verse influenciada por el estado de la superficie del objeto —polvo, óxido, etc.—, es estado de limpieza de la lente del sensor —polvo— y el ambiente en la trayectoria óptica entre el sensor y el objeto —polvo, humedad, gases de combustión, etc.—.