Un termopar

Un termopar es un dispositivo para la medición de temperatura, basado en efectos termoeléctricos. Está constituido por dos metales distintos o aleación de metales distintos, unidos por un solo extremo (junta caliente, hot junction), que producen una pequeña tensión única a una temperatura dada debido a la diferencia de temperatura que existe en sus terminales (junta fría, cold junction): Efecto de Seebeck. Esta tensión (fuerza electromotriz F.E.M.) se debe a dos factores: la densidad de electrodos diferentes de los dos materiales y de la diferencia de temperatura entre punto caliente y punto frio.

Esto significa que un termopar no mide la temperatura absoluta sino la temperatura diferencial entre:

• T1 junta caliente (hot junction)

• T2 junta fría (cold junction)

Dado que la medición de la tensión eléctrica se suele realizar en temperatura ambiental, el valor de tensión indicaría un valor de temperatura demasiado bajo ya que se resta la temperatura ambiental. Para mantener el valor para la temperatura absoluta se aplica la “compensación de la junta fría”.

En el pasado (en los laboratorios de calibración todavía hoy en día), se efectuaba esta compensación mediante la inmersión de la punta fría en un baño con hielo.

En los instrumentos modernos con entrada de termopares (p.ej. transmisores, medidores portátiles o instrumentos para montaje en panel, entre otros) se incorpora una compensación electrónica de la junta fría.

Cada metal tiene una electronegatividad específica (Electronegatividad = tendencia de los átomos de atraer o emitir los electrones). Para alcanzar una máxima tensión termal se aplican combinaciones específicas de materiales para crear termopares con electronegatividades muy diferentes. Estas combinaciones de materiales tienen ciertas limitaciones – debidos por ejemplo a la temperatura máxima de aplicación.

Es por eso que los termopares están disponibles en diferentes combinaciones de metales o "calibraciones". Las cuatro calibraciones más frecuentes son J, K, T y E. Cada calibración tiene una curva de tensión temperatura diferente y es de utilidad a tráves de un entorno y rango de temperatura diferente y es de utilidad a tráves de un entorno y rango de temperatura máxima varíe con el diámetro del hilo utilizado en el termopar.

Las sondas de termopares envainadas se suministran con uno de los tres tipos de unión: puesta a tierra, no puesta o expuesta.

UNIÓN PUESTA A TIERRA

En la junta de una sonda de unión puesta a tierra, los hilos del termopar están físicamente unidos al interior de la pared de la sonda. Esto da lugar a una buena transferencia térmica desde el exterior, a tráves de la pared de la sonda a la unión del termopar.

La unión puesta a tierra se recomienda para la medida de temperaturas de líquidos y gases corrosivos estáticos o en circulación y para aplicaciones de alta presión. La unión de un termopar puesta a tierra está soldada a la cubierta protectora proporcionando una respuesta más rápida que el tipo de unión no conectada a tierra.

UNIÓN NO CONECTADA A TIERRA

En una sonda no puesta a tierra, la unión del termopar está separada de la pared de la sonda. El tiempo de respuesta es inferior respecto al modelo de conexión a tierra, pero la unión no puesta a tierra ofrece un aislamiento eléctrico de 1,5 M a 500 Vc.c. en todos los diámetros.

Este tipo de unión se recomienda para las medidas en ambientes corrosivos, en donde sea deseable tener el termopar electrónicamente aislado de, y protegido por, la cubierta exterior. El termopar de hilos soldados está físicamente aislado de la cubierta del termopar por polvo de MgO.

UNIÓN EXPUESTA

Una unión expuesta se recomienda para la medida de temperaturas

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