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4.5. Temperatura

Importante

En estos sistemas las variaciones en la temperatura medida en un punto del sistema a través de los sensores producen variaciones en la respuesta eléctrica del mismo. Esta variación en una magnitud eléctrica es fácilmente interpretable por los sistemas de control.
La temperatura es una de las magnitudes físicas que más afecta a los sistemas de regulación y control y que por lo tanto es preciso controlar con mayor grado de exactitud. Los transductores de temperatura más importantes son:
  • Termorresistencias

Basan su funcionamiento en la propiedad que poseen los metales para variar su resistencia en función de la temperatura y se puede expresar por la siguiente ecuación:

 


La gráfica de una Termorresistencia, sería de la una recta, dónde:

  • RT, resistencia a T grados.
  • R0, resistencia a cero grados. 
  • α,  coeficiente de temperatura.

 Termorresistencias
Imagen Elaboración propia
  • Termistores

Su funcionamiento se basa en la variación de la resistencia eléctrica de un semiconductor en función de la temperatura. Se suelen llamar sondas termométricas o termistores. Las variaciones de resistencia que sufren se suelen medir con un puente de Wheatstone.

 Termistor axial Termistor tipo perla
 Imagen en Wikimedia Commons
de Tolopito bajo Dominio Público 		  Imagen en Wikimedia Commons
de Tolopito bajo Dominio Público

 

Según les afecte la temperatura los termistores pueden ser:

  • Termistores NTC, de coeficiente de temperatura negativo, la resistencia disminuye al aumentar la temperatura y viceversa.
  • Termistores PTC, de coeficiente de temperatura positivo, la resistencia aumenta o disminuye al aumentar o disminuir respectivamente la temperatura.

Se utilizan para medir la temperatura en motores eléctricos, el interior de hornos,...


Imagen Elaboración propia
  • Termopares

Su funcionamiento se basa en la fuerza electromotriz generada en la zona de unión de dos metales distintos (efecto Seebeck). Cuando la unión se calienta se genera una diferencia de potencial entre los extremos libres.  Los termopares más utilizados son:

  • Cobre-Constantan (-200 a 260 ºC). Resistentes a la corrosión y se pueden utilizar tanto en atmósferas oxidantes o reductoras.
  • Hierro-Constantan(300 a 750 ºC). Se emplea en atmósferas pobres de oxígeno.
  • Cromo-Alumel (500-100 ºC). Se emplea en atmósferas oxidantes.

  • Pirómetros de radiación

Su funcionamiento se basa en la capacidad que tienen los cuerpos de emitir energía radiante en función de la cuarta potencia de su temperatura absoluta
Los pirómetros de radiación permiten medir la temperatura de un cuerpo a cierta distancia, en función de la radiación que emite.

 

Ejercicio Resuelto

Utilizando una resistencia NTC diseña un circuito que funcione como alarma de incendios. Junto con la resistencia se dispone de:

- Un motor de 10Ω que funciona a tensiones mayores a 2V.
- Como fuente de alimentación pila de 10V.

La resistencia se comporta según la curva:

Determinar si la bomba funcionará a temperatura ambiente y cuando la temperatura suba hasta los 100ºC.