Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Indice de contenidos
- ¿Qué es un transductor de temperatura?
- Esquema básico de transductores de temperatura
- Tipos de transductores de temperatura
¿Qué es un transductor de temperatura?
Un transductor de temperatura es un dispositivo que convierte la cantidad térmica en cualquier cantidad física como energía mecánica, presión y señales eléctricas, etc. Por ejemplo, en un termopar la diferencia de potencial eléctrico se produce debido a la diferencia de temperatura entre sus terminales. Entonces, el termopar es un transductor de temperatura.
Características principales de los transductores de temperatura
- La entrada a ellos son siempre las cantidades térmicas
- Por lo general, convierten la cantidad térmica en cantidad eléctrica.
- Suelen utilizarse para medir la temperatura y el flujo de calor.
Esquema básico de transductores de temperatura
El esquema básico de los transductores de temperatura se da a continuación en los siguientes pasos
Elemento sensor.
El elemento sensor en los transductores de temperatura es el elemento cuyas propiedades cambian con el cambio de temperatura. A medida que cambia la temperatura, se produce el cambio correspondiente en cierta propiedad del elemento.
Ejemplo: en un detector de temperatura por resistencia (RTD), el elemento sensor es el metal platino.
Las condiciones deseables para elegir el elemento sensor son las
- El cambio por unidad de resistencia del material por unidad de cambio de temperatura debe ser grande
- El material debe tener una alta resistividad para que se utilice un volumen mínimo de material para su construcción.
- El material debe tener una relación continua y estable con la temperatura.
- Elemento de transducción
Es el elemento que transforma la salida del elemento sensor en cantidad eléctrica. El cambio en la propiedad del elemento sensor actúa como salida para él. Mide el cambio en la propiedad del elemento sensor. La salida es del elemento de transducción y luego se calibra para dar una salida que representa el cambio en la cantidad térmica.
Ejemplo: en el termopar, la diferencia de potencial producida en los dos terminales se mide con un voltímetro y la magnitud del voltaje producido después de la calibración da una idea del cambio de temperatura.
Tipos de transductores de temperatura
Tipos de sensores de temperatura de contacto
En estos, el elemento sensor está en contacto directo con la fuente térmica. Utilizan la conducción para la transferencia de energía térmica.
Tipos de sensores de temperatura sin contacto
En un sensor de temperatura sin contacto, el elemento no está en contacto directo con la fuente térmica (análogo a un probador de voltaje sin contacto o lápiz de voltaje ). Los sensores de temperatura sin contacto utilizan el principio de convección para el flujo de calor. A continuación se describen varios transductores de temperatura que se utilizan generalmente:
Termistor
La palabra termistor se puede denominar resistencia térmica. Entonces, como su nombre lo indica, es un dispositivo cuya resistencia cambia con el cambio de temperatura. Debido a su alta sensibilidad, son muy utilizados para la medición de la temperatura y se les suele llamar transductor de temperatura ideal. Los termistores se componen generalmente de una mezcla de óxidos metálicos.
Propiedades de los termistores
- Tienen coeficiente térmico negativo, es decir, la resistencia del termistor disminuye con el aumento de temperatura.
- Están hechos de materiales semiconductores.
- Se hacen sensibles que RTD (termómetros de resistencia) y termopares.
- La resistencia se encuentra entre 0,5 Ω y 0,75 MΩ.
- Se utilizan generalmente en aplicaciones donde el rango de medición de temperatura de -60 ° C a 15 ° C o C.
Termómetros de resistencia
Otro tipo de transductor de temperatura es el detector de temperatura de resistencia o RTD. Los RTD son sensores de temperatura de precisión hechos de metales conductores de alta pureza como platino, cobre o níquel enrollados en una bobina y cuya resistencia eléctrica cambia con el cambio de temperatura, similar a la del termistor. 
Hay cambios de resistencia con la siguiente relación como, 
R = Resistencia del elemento a la temperatura dada
α = Coeficiente térmico del elemento
R o = Resistencia del elemento a 0 ?? ?? o C
Características principales de los RTD
- Son muy sensibles y muy baratos en comparación con los termistores y termopares.
- Pueden medir la temperatura desde -182,96 ° C hasta 630,74 ° C o C
Termopares
Los termopares son transductores de temperatura que básicamente constan de dos uniones de metales diferentes, como cobre y constantan, que se sueldan. Una unión se mantiene a una temperatura constante denominada unión de referencia (fría), mientras que la otra unión de medición (caliente). Cuando las dos uniones están a diferentes temperaturas, se desarrolla un voltaje a través de la unión que se utiliza para medir la temperatura.
Principio de termopar
Cuando las uniones de dos metales como el cobre y el constantan se conectan entre sí, se produce la diferencia de potencial que se produce entre ellos. El fenómeno se denomina efecto Seebeck, ya que se genera un gradiente de temperatura a lo largo de los cables conductores que producen una fem. Entonces, el voltaje de salida de un termopar es una función de los cambios de temperatura.
Características principales de los termopares
- Las temperaturas extremas de entre -200 o C y más de +2000 o C se pueden medir con termopares, lo cual es una ventaja sobre RTD y termistor.
- Son los transductores activos, por lo que no requieren ninguna fuente externa para medir la temperatura como RTD y termistores.
- Son los más baratos que los RTD y los termistores.
- Estos tienen una precisión pequeña en comparación con los RTD y los termistores, por lo que generalmente no se utilizan para trabajos de alta precisión.
Transductores de temperatura de circuito integrado
Estos son los transductores de temperatura que utilizan el elemento sensor de temperatura con circuitos electrónicos monolíticos como combinación para la medición de temperatura.
Tienen el siguiente tipo
- LM 335: proporciona una salida de 10 mV / o K
- LM 34: proporciona una salida de 10 mV / ?? o F
- AD 592: proporciona una salida de corriente de 1µA / ?? o K
Descripción de la serie LM 335
Un LM335 es un diodo Zener sensible a la temperatura , que se polariza inversamente en su región de ruptura cuando el sensor detecta cualquier cambio de temperatura y da una salida como, 
θ = Temperatura en ?? o C
Características principales de los transductores de temperatura integrados
- Son transductores de temperatura lineales
- Son muy baratos
- Tienen un rango de operación pequeño entre 0 – 200 o C que es la principal desventaja de ellos.
