que es un termopar y como funciona

Descubre todo sobre el funcionamiento y la teoría de los termopares

El termopar se compone de dos hebras metálicas de distintos componentes unidas en uno de sus extremos, formando lo que se conoce como punto de medición (también llamado "junta caliente"). En el otro extremo, se encuentra la "junta fría". Al calentarse la junta de medición, se genera una fuerza eléctrica que guarda una relación proporcional con la temperatura, conocida como efecto termoeléctrico o efecto Seebeck. Esta fuerza electromotriz, o F.E.M., se origina a partir de la diferente densidad electrónica de los dos materiales y de la disparidad de temperatura entre la junta caliente y la junta fría.

Introducción a los termopares todo lo que debes saber sobre estos sensores

Los acondicionadores de señal son dispositivos esenciales en la medición y control de diversos parámetros físicos, como la temperatura, el caudal y la deformación. Estos dispositivos permiten adaptar la señal de salida de los sensores a niveles adecuados para su análisis y procesamiento. Entre estos se encuentran el acelerómetro, el anemómetro y el caudalímetro. Además, también se utilizan cables minerales y termopares para medir la temperatura, y cámaras termográficas para visualizarla.

En el campo de la adquisición de datos, los dataloggers son herramientas útiles para recopilar y almacenar grandes cantidades de información, mientras que los registradores de temperatura y las etiquetas indicadoras de temperatura proporcionan mediciones precisas en aplicaciones específicas. Otros instrumentos importantes incluyen los controladores de temperatura, los calibradores y los galgas extensiométricas.

Para la medición del caudal, se utilizan una variedad de dispositivos, como los caudalímetros electromagnéticos, másicos y ultrasónicos, así como los caudalímetros de área variable. También se emplean células de carga para controlar la fuerza y los sensores de nivel para medir la posición de un líquido en un tanque. Y para la medición del pH, se utilizan medidores específicos.

Por ello, es importante contar con una amplia gama de opciones, como resistencias de cartucho, resistencias de silicona y sensores criogénicos, para adaptarse a los diferentes requisitos de cada aplicación.

Qué es un termopar

Un termopar es un sensor diseñado para medir la temperatura. Es ampliamente utilizado debido a sus bajo costo, versatilidad, amplio rango de medición y fiabilidad. Además, su uso se extiende a numerosas industrias como automatización de fábricas, control de procesos, automotriz, aeroespacial, militar, producción de energía, fabricación de metales, ciencias médicas y más.

Los termopares tienen tipos de conector estándar, lo que los hace intercambiables y fáciles de obtener. En el extremo de medición del sensor, pueden ser tan simples como dos metales retorcidos o encerrados en una sonda resistente para su uso en entornos industriales complicados.

Cómo funciona un termopar

Termopares: la explotación del efecto Seebeck

El funcionamiento de los termopares se basa en el efecto Seebeck, el cual establece que cuando dos metales diferentes entran en contacto en cada extremo y experimentan cambios de temperatura, generan un pequeño voltaje. Lo más sorprendente es que este proceso ocurre de manera pasiva, sin necesidad de ser alimentado por un acondicionador de señal.

Para entenderlo mejor, imaginemos que los electrones son los encargados de transportar tanto electricidad como calor. Si tomamos un trozo de alambre de cobre y lo sujetamos con la mano en uno de sus extremos, veremos cómo los electrones, activados por el calor de nuestra piel, se van expandiendo desde el punto de contacto hasta la parte más alejada. De esta manera, se crea un gradiente de temperatura a lo largo del cable, convirtiendo el calor en energía.

El descubridor original de este fenómeno fue el científico italiano Alessandro Volta (de ahí el término "voltio") en 1794. Pero fue el físico alemán Thomas Johann Seebeck quien lo redescubrió en 1821. En sus investigaciones, observó que al unir dos cables hechos de distintos metales en cada extremo, y si existía una diferencia de temperatura entre ellos, se producía ese pequeño pero valioso potencial de voltaje en las conexiones.

Tipos de termopares

Medición de temperatura con termopares

El uso del emparejamiento de diversos metales nos permite medir la temperatura en una amplia gama de rangos. A estos se les llama "tipos" y el más conocido es el termopar tipo K, que combina cromo y alumel. Gracias a esta combinación, podemos medir temperaturas desde -200 ° C hasta +1350 ° C (-330 ° F a +2460 ° F).


Otros tipos populares son:

  • Termopares J, T, E que también se conocen como Termopares de Metal Base
  • Termopares R, S, B conocidos como Termopares de Metales Nobles, especialmente utilizados en aplicaciones de alta temperatura.

Los termopares de metal base se utilizan principalmente en la industria para medir temperaturas de hasta 1000 ° C, mientras que los termopares de metales nobles se utilizan en aplicaciones de alta temperatura, alcanzando incluso los 1800 ° C. Ambos tipos son ampliamente usados en la actualidad:

  • Tipos J, K, T, E - termopares de metal base
  • Tipos R, S, B - termopares de metales nobles
  • N y C también son tipos de termopares populares

Dificultades y resoluciones en la calibración de termopares

Problemas de ruido eléctrico en sistemas de medición no aislados

Los sensores de microvoltios y milivoltios generan una salida muy pequeña, lo cual puede causar ruido e interferencias en el sistema de medición si no está aislado debidamente. Dewesoft aborda esta problemática utilizando dispositivos DAQ con acondicionamiento de señal diferencial. La mayoría de los módulos de acondicionamiento de señal de Dewesoft tienen además aislamiento galvánico, lo que permite rechazar voltajes de modo común en la cadena de señal.

La importancia del aislamiento en los sistemas de adquisición de datos

El aislamiento eléctrico implica separar un circuito de otras fuentes de potencial eléctrico. En el contexto de los sistemas DAQ, conocer la importancia del aislamiento galvánico es clave.

¿Qué es el acondicionamiento de señal?

Si desea saber más sobre acondicionamiento de señales en la adquisición de datos, no se pierda esta guía completa. Descubra qué es el acondicionamiento de señales, los diferentes tipos de acondicionadores de señales y la tecnología que hay detrás de ellos.

Una estrategia efectiva para reducir el ruido

Para reducir el ruido en el sistema, una estrategia común es colocar el digitalizador lo más cerca posible del sensor. Esto ayuda a maximizar la fidelidad de la señal y a reducir costos en el proceso. En Dewesoft, nuestras soluciones modulares DAQ SIRIUS y KRYPTON ofrecen las mejores opciones para lograr este objetivo.

Funcionamiento y normativas de termopares

Por favor, revisa los siguientes documentos:

  • Guía visual: Cómo colocar un sensor térmico en superficie (video).
  • Avances en la industria: Sondas de temperatura para usos higiénicos y su tecnología innovadora en la manufactura.
  • Nuevas tecnologías: Mejoras en las sondas térmicas para la industria de procesos.

Utilidades de Termopares para Realizar Mediciones

La temperatura es una propiedad física ampliamente medida en todo el mundo, y uno de los métodos más populares para su medición es a través de lostermopares.

Debido a su alto grado de precisión y versatilidad, los termopares tienen una amplia gama de aplicaciones en distintas industrias y sectores, totalizando millones y millones de usos.

Algunas de las muchas aplicaciones de termopares incluyen:

  • Control de temperatura en procesos industriales y manufacturas.
  • Medición de temperatura en instalaciones médicas y laboratorios.
  • Supervisión de la temperatura en sectores de transporte y almacenamiento de alimentos.
  • Detección de sobrecalentamiento en sistemas eléctricos y electrónicos.
  • Seguimiento de la temperatura en hospitales y centros de salud para garantizar la seguridad de los pacientes.
  • Análisis de temperatura en la agricultura y la investigación científica.

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