En la industria o la medicina, muchos procesos requieren el uso de un termostato para tomar mediciones de temperatura. El sensor termopar, robusto, utilizable en amplios rangos de temperatura y que ofrece un tiempo de respuesta corto, es una excelente solución. Funciona gracias al voltaje eléctrico generado por la diferencia de temperatura entre dos partes de la sonda. La tabla de conversión es una herramienta de interpretación de esta tensión que también se utiliza para calibrar la sonda de medida.
¿Qué es una placa de termopar?
Una mesa o tablero de termopar es una herramienta esencial para usar el sensor de temperatura del termopar. La tabla le permite convertir una fuerza electromotriz (fem), medida con un dispositivo de medición, en una temperatura en grados Celsius o grados Fahrenheit. Esta conversión se realiza mediante el coeficiente de Seebeck, una variable específica de la naturaleza de los materiales que constituyen el sensor. De hecho, la sensibilidad termoeléctrica varía de un metal a otro. A menudo es el registrador, la caja que mide el voltaje, el que convierte directamente en temperatura. Sin embargo, es útil comprender cómo funciona la sonda termopar para utilizarla mejor.
La tabla de termopares también se utiliza para calibrar el sensor de sonda térmica. La calibración de un termopar sigue las recomendaciones de la ASTM (Sociedad Americana de Pruebas y Materiales) que tiene como objetivo estandarizar este tipo de procedimiento. Durante la calibración, nos aseguramos de que el voltaje obtenido al exponer el termopar a una temperatura determinada corresponda a la temperatura esperada en la tabla. Repetimos la operación varias veces, para poder probar el termopar a varias temperaturas en su rango de medición. Si las lecturas son inexactas, se aplica un coeficiente de corrección cuando se utiliza la sonda de temperatura.
¿Cómo leer una tabla de conversión de termopar?
La tabla de conversión de termopares puede adoptar varias formas. Indica los grados Celsius o Fahrenheit correspondientes a cada potencia de voltaje en milivoltios (mV). Cuando esta relación voltaje/temperatura tiene la forma de curvas de termopar, vemos que esta relación no es lineal y que la forma de la curva varía entre los tipos de termopares. Para leer la tabla, es necesario conocer el tipo de termopar. Las tablas de conversión más detalladas muestran todos los grados posibles para un tipo de termopar. Otras tablas, más sintéticas, comparan el voltaje de todos los tipos cada diez grados. Puede consultar una tabla resumida de termopares en nuestro sitio yendo a la páginaTabla de conversión de termopares.
El tipo de termopar varía según la naturaleza de los materiales utilizados para diseñarlo. Aunque es posible crear un termopar a partir de muchas combinaciones de metales, generalmente se utilizan 8 tipos principales. Están regulados por una norma europea y permiten cubrir diversas aplicaciones. Los termopares de tipo E, J, K, N y T están fabricados de metales comunes como hierro, Constantan, cobre, alumel o cromel. Los tipos B, R y S están fabricados de metales nobles, como el platino, lo que los hace bastante caros. Cada material tiene sus propias características de expansión y conductividad. Los tipos N, S, B y R tienen la particularidad de poder medir altas temperaturas, hasta 1.800°C de temperatura máxima. Cada tipo de termopar tiene un rango de temperatura óptimo .
¿Cómo saber la diferencia de potencial de un termopar?
El termopar funciona gracias a el voltaje que aparece cuando los dos tipos de soldaduras de sensores se exponen a diferentes temperaturas. Los dos cables metálicos conductores están conectados entre sí en el punto caliente o soldadura en caliente. Es la parte expuesta al ambiente en la que se realiza el control de temperatura. El punto frío es la soldadura ubicada en el otro extremo de los cables, del lado del instrumento de medición. Debes saber que la tabla de termopares se basa en el voltaje medido cuando la unión fría está a 0°C. Por lo tanto, para conocer la diferencia de potencial con precisión, es necesario observar el método de compensación del punto frío.
Una de las soluciones es simplemente mantener la unión fría a 0° C. El método consiste entonces en sumergirlo en un baño de agua fría en movimiento. El enfriamiento es una técnica confiable, pero puede resultar difícil de implementar en la práctica en determinadas áreas. De hecho, se puede implementar en un laboratorio. En un contexto industrial, donde se puede utilizar un gran número de termopares simultáneamente, el método es más restrictivo. Un segundo método consiste en medir la temperatura del punto frío en tiempo real. Mientras monitorea las variaciones en la temperatura ambiente. Entonces es necesario convertir esta temperatura en milivoltios y realizar un cálculo diferencial para obtener la diferencia de potencial real.
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