En la calibración de temperatura, los termómetros patrón son muy exigentes en términos de exactitud y reproducibilidad y, por tanto, de estabilidad a largo plazo. Por ello, en los laboratorios se utilizan los sensores RTD (termorresistencias o también «detectores de temperatura por resistencia»), concretamente las termorresistencias de platino, y los termopares. Aunque tienen una función similar, en muchos aspectos no podrían ser más diferentes.
A la hora de elegir un instrumento para la medición o calibración de temperatura, deben tenerse en cuenta los siguientes factores clave:
- Precisión
- Estabilidad a largo plazo
- Rango de temperatura
- Condiciones ambientales
Funcionalidad y áreas de aplicación de termorresistencias
Fig.: Sección de una termorresistencia
En las termorresistencias (RTD), la resistencia se mide a través de un conductor eléctrico, por lo que existe una relación claramente definida entre la resistencia y la temperatura que puede representarse en una curva característica. Para las calibraciones, las resistencias de medición bobinadas en platino (PRT) se utilizan principalmente como termómetros patrón, ya que funcionan en un rango de temperaturas elevado, tienen una estabilidad duradera y la mayor exactitud. El cable puede enrollarse alrededor de un núcleo de cerámica o de vidrio.
La termorresistencia de platino (PRT) más común es la Pt100. Se trata de una sonda de temperatura que utiliza una resistencia de platino que tiene exactamente 100 ohmios de resistencia eléctrica a cero grados Celsius. Otras termorresistencias, aunque menos utilizadas, son la Pt25 y la Pt1000, y tienen una resistencia a cero grados centígrados de 25 ohmios y 1.000 ohmios respectivamente.
Funcionalidad y campos de aplicación de termopares
Fig.: Sección de un termopar
Los termopares utilizan un método diferente para determinar la temperatura. Un termopar está formado por dos hilos de diferentes metales, como el níquel, el cobre o el hierro. La temperatura en el punto de medición hace que las cargas eléctricas de los cables se muevan de forma diferente, generando una tensión eléctrica que se puede medir. Una vez más, existe una clara dependencia entre la temperatura y la tensión eléctrica, por lo que es posible determinar la temperatura en el punto de medición. Aunque los termopares suelen tener menor exactitud y estabilidad que las termorresistencias, tienen mayores rangos de temperatura. Los termopares pueden medir temperaturas de hasta 200 °C y 2.500 °C.
Dependiendo del material utilizado, los termopares están calibrados para rangos de temperatura específicos. Algunos de los tipos más comunes son J, K, T y E, que se consideran termopares de «metal base». En cambio, los termopares fabricados con «metales nobles», como los tipos R, S y B, son menos comunes y se utilizan principalmente para aplicaciones de alta temperatura.
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