1.- Ley Cero de la termodinámica 2.- Definición de Temperatura 3.- Unidades de temperatura, ejemplos. 4.- Tipos de Instrumentos de temperatura 5.- Tipos de Termómetros. 6.- Registrador de temperatura 7.- Termopares o Termocuplas. 8.- Termoresistencia y termistores. 9.- Pirómetros, tipos y características. 10.- Medición con multímetro y potenciómetro. 11.- Indicador de temperatura portátil. 12.- Bibliografía

1. PROF. MSC.ING. ANTONIO FALÓTICO

2. CONTENIDO
 Ley cero de la Termodinámica  Medición con multímetro
 Definición de temperatura  Medición con potenciómetro
 Unidades de temperatura  Indicador de temperatura portátil
 Conversión de temperaturas  Bibliografía
 Tipos de instrumentos
 Termómetro de vidrio
 Termómetro bimetálico
 Termómetro de bulbo
 Registrador de temperatura
 Termopares o termocuplas
 Aplicaciones industriales de los
termopares
 Tipos de termopares
 Termoresistencia
 Termistores
 Pirómetros ópticos
 Pirómetros infrarrojos
 Pirómetros de radiación

3. Ley Cero de la Termodinámica
 Una definición de temperatura se puede obtener de
la Ley cero de la termodinámica, que establece que si
dos sistemas A y B están en equilibrio térmico, con un
tercer sistema C, entonces los sistemas A y B estarán en
equilibrio térmico entre sí. Este es un hecho empírico
más que un resultado teórico. Ya que tanto los sistemas
A, B, y C están todos en equilibrio térmico, es
razonable decir que comparten un valor común de
alguna propiedad física. Llamamos a esta
propiedad temperatura.

4. Definición
 Físicamente es una magnitud escalar relacionada con
la energía interna de un sistema
termodinámico, definida por el principio cero de la
termodinámica. Más específicamente, está relacionada
directamente con la parte de la energía interna
conocida como "energía sensible", que es la energía
asociada a los movimientos de las partículas del
sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en
forma de vibraciones. A medida que es mayor la
energía sensible de un sistema, se observa que está más
"caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.

5. UNIDADES DE TEMPERATURA
Las escalas de medición de la temperatura se dividen fundamentalmente en dos
tipos, las relativas y las absolutas. Los valores que puede adoptar la temperatura en
cualquier escala de medición, no tienen un nivel máximo, sino un nivel mínimo:
el cero absoluto. Mientras que las escalas absolutas se basan en el cero absoluto, las
relativas tienen otras formas de definirse. Las más usadas son: Grados Kelvin (
ºK), Grados Centígrados ( ºC), Grados Fahrenheit ( ºF), Grados Rankine ( ºR).

6. Conversión de Temperaturas
 Cuando se le pide un cambio de conversión de
temperatura de °C a °F Multiplica por 9, divide entre
5, después suma 32 si por el contrario se le pide llevar
de °F a °C Resta 32, después multiplica por 5, después
divide entre 9

7.  Conversión de temperaturas:
 Grados Celsius o centígrados (ºC)
a grados Farenheit (ºF)
 ºF = 9 / 5 x ºC + 32Grados Farenheit (ºF)
a grados Celsius o centígrados (ºC)
 ºC = 5 / 9 ( ºF – 32 )Grados Celsius o centígrados (ºC)
a grados Kelvin (ºK)
 ºK = ºC + 273,16Grados Kelvin (ºK)
a grados Celsius o centígrados (ºC)
 ºC = ºK – 273,16

8.  Ejemplo 1
 Convierte 26° Celsius a Fahrenheit
 Primero: 26° × 9/5 = 234/5 = 46.8
Después: 46.8 + 32 = 78.8° F
 Ejemplo 2
 Convierte 98.6° Fahrenheit (¡temperatura corporal
normal!) a Celsius
 Primero: 98.6° - 32 = 66.6
Después: 66.6× 5/9 = 333/9 = 37° C

9. TIPOS DE INSTRUMENTOS
 TERMOMETRO DE VIDRIO
 TERMOMETRO BIMETALICO
 TERMOMETRO DE BULBO
 TERMORESISTENCIA
 TERMOPAR
 TERMISTORES
 PIROMETROS ( OPTICOS, FOTOELECTRICO Y INFRAROJO)

10. TERMOMETRO DE VIDRIO
 Se basan en la propiedad que tienen los líquidos en
dilatarse al aumentar la temperatura. Consiste un
deposito de vidrio, donde se almacena
mercurio, pentano o alcohol el cual esta unido a un
capilar de vidrio Capilar
Vidrio
 MERCURIO( )
 ALCOHOL(-110 ºc a
 PENTANO(-200ºc a
 TOLUENO Restricción
Bulbo
Liquido

11. TERMÓMETRO BIMETÁLICO
 Se basan en el distinto coeficiente de dilatación de
dos metales diferentes, tales como latón, monel o
acero. Un termómetro Bimetálico contiene pocas
partes móviles, solo la aguja indicadora sujeta al
extremo libre de la espiral o de la hélice y el propio
elemento Bimetálico. No hay engranajes que exija
un mantenimiento. La precisión es de ±1% y su
campo de medida es de –200 a 500 ºC.

12. Termómetro de Bulbo
 Consisten esencialmente
en un bulbo conectado
por un capilar a una
espiral. Cuando la
temperatura del bulbo
cambia, el gas o el líquido
en el bulbo se expanden y
la espiral tiende a
desenrollarse moviendo
la aguja sobre la escala
para indicar la elevación
de la temperatura del
bulbo.

13. Registrador de temperatura

14. Termopares ( Termocuplas)
 Un termopar es un dispositivo capaz de convertir la energía
calorífica en energía eléctrica su funcionamiento se basa en
los descubrimientos hechos por Seebeck en 1821 cuando
hizo circular corriente eléctrica en un circuito, formado por
dos metales diferentes cuyas uniones se mantienen a
diferentes temperaturas, esta circulación de corriente
obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el
efecto Peltier que provoca la liberación o absorción de calor
en la unión de dos metales diferentes cuando una corriente
circula a través de la unión y el efecto Thompson que
consiste en la liberación o absorción de calor cuando una
corriente circula a través de un metal homogéneo en el que
existe un gradiente de temperaturas.

15. APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS TERMOPARES:
 Los termopares actualmente tienen grandes e importantes
aplicaciones industriales ya que casi todos lo procesos en la
industria requieren un estricto control de la temperatura y el uso
de termopares ayuda a la automatización del control de la
temperatura ya que se pueden implementar programas que
ejecuten acciones especificas dependiendo de la temperatura que
se tenga en un momento dado del proceso industrial. Pero el
asunto radica en distinguir como va a efectuarse el contacto de el
termopar con la variable a medir es decir ciertos procesos
industriales generan reacciones químicas radioactivas o
excesivamente caloríficas o en ocasiones peligrosas para los
humanos en estas circunstancias el control debe ser a distancia y
se deben de implementar extensiones que requieren un cuidado
excesivo.

16. TIPOS DE TERMOPARES
 El termopar tipo J ( hierro-constantan) alcanza temperaturas de
hasta 750 ºC
 El termopar tipo E (Cromel-Constantan) varia su rango desde –
200 a 900 ºC
 El termopar tipo T ( cobre-constantan) varia su rango desde –
200 a 260 ºC
 El termopar tipo K ( cromel-alumel) varia su rango desde 500 a
1250 ºC. No debe ser usado en atmósferas reductoras ni
sulfurosas a menos que este protegido con un tubo protector
 Los termopares tipo R, S de ( Pt-Pt / Rh) su alcance llega hasta
1500 ºC.

17. Medición de la temperatura con termopares
 Un termopar está formado por dos metales distintos, donde se distingue la juntura de
medición y la juntura de referencia.
 Ley de los metales homogéneos
Si el dispositivo es del mismo metal, no se genera corriente por la aplicación de calor

18. Medición de la temperatura con termopares
 Ley de los metales intermedios. No se genera fem si la temperatura es constante.
• Ley de las temperaturas sucesivas

19. Medición de la temperatura con termopares
 Cuarta ley. Derivada de las anteriores.

21. TERMORESISTENCIA(RTD)
 Es una resistencia de 3 ó 4
cables según sea el caso
para mejorar el error de
lectura y minimizar el
ruido presente en el medio
ambiente. Son muy
conocidas por su excelente
estabilidad y precisión. La
mas usada es hecha de
Platino y tiene una
resistencia de 100 Ω.
 Rt=Ro(1 + α*t)

22. TERMISTORES
 Los Termistores son resistores térmicamente
sensibles, existen dos tipos de termistores según la
variación de la resistencia/coeficiente de
temperatura, pueden ser negativos (NTC) o positivos
(PTC).
 Son fabricados a partir de los óxidos de metales de
transición (manganeso, cobalto, cobre y níquel) los
termistores NTC son semiconductores dependientes
de la temperatura. Operan en un rango de -200º C a +
1000° C. Un termistor NTC debe elegirse cuando es
necesario un cambio continuo de la resistencia en una
amplia gama de temperaturas. Ofrecen estabilidad
mecánica, térmica y eléctrica, junto con un alto grado
de sensibilidad.

23. Un termistor PTC es un resistor que depende de la
temperatura, son fabricación de titanato de bario y deben
elegirse cuando se requiere un cambio drástico en la resistencia a
una temperatura específica o nivel de corriente. Los termistores
PTCs puede operar en los siguientes modos:
 Sensores de temperatura, en temperaturas que oscilan entre 60°
C a 180° C, por ejemplo, para protección de los bobinados de
motores eléctricos y transformadores.
 Fusible de estado sólido de protección contra el exceso de
corriente, que van desde mA a varios A (25° C ambiente) a niveles
de tensión continua superior a 600V, por ejemplo, fuentes de
alimentación para una amplia gama de equipos eléctricos.
 Sensor de nivel de líquidos.

24. PIROMETROS OPTICOS
 Un pirómetro óptico es un instrumento utilizado para medir la
temperatura de un cuerpo. Funciona comparando el brillo de la luz
emitida por la fuente de calor con la de una fuente estándar.
El pirómetro consta de dos partes: un telescopio y una caja de control.
El telescopio contiene un filtro para color rojo y una lámpara con un
filamento calibrado, sobre el cual la lente del objetivo enfoca una
imagen del cuerpo cuya temperatura se va a medir. También contiene
un interruptor para cerrar el circuito eléctrico de la lámpara y una
pantalla de absorción para cambiar el intervalo del pirómetro.
Este tipo de pirómetro óptico mide una temperatura que alcanza los
2.400 ºF, pero existen otros más complejos que pueden alcanzar los
10.000 ºF (5.538 ºC) o más.
Tambien existe otro tipo de pirómetro, llamado termoeléctrico, que
funciona de forma satisfactoria hasta los 3.000 ºF (1.649 ºC).

25. PIROMETROS INFRARROJOS
 Los pirómetros infrarrojos están especialmente
indicados para aplicaciones en las que no se pueden
utilizar los sensores convencionales. Este es el caso de
objetos en movimiento o lugares de medición donde se
requiere una medición sin contacto debido a posibles
contaminaciones u otras influencias negativas.

26. PIROMETROS DE RADIACION
 Pirómetros de radiación
 Los pirómetros de radiación se emplean para medir temperaturas
mayores de 550°C hasta un poco más de 1600°C captando toda o
gran parte de la radiación emitida pro el cuerpo a analizar. Este
tipo de pirómetros se fundamenta en la ley de
Stefan−Boltzmann, que dice que la intensidad de energía
radiante emitida por la superficie de un cuerpo negro aumenta
proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura
absoluta del cuerpo, es decir, W = KT4, donde
 W (potencia emitida)= Flujo radiante por unidad de área.
 K =Constante de Stefan − Boltzman (cuyo valor es 5.67 10−8 W /
m2 K4).
 T =Temperatura en Kelvin

27. Medición con Multímetro
 Un multímetro, también
denominado polímetro, tester o multi
tester, es un instrumento eléctrico
portátil para medir directamente
magnitudes eléctricas activas
como corrientes y potenciales(tensione
s) o pasivas como resistencias,
capacidades y otras. Las medidas
pueden realizarse para corriente
continua o alterna y en varios márgenes
de medida cada una. Los hay
analógicos y posteriormente se han
introducido los digitales cuya función
es la misma (con alguna variante
añadida).

28. Medición con Multímetro
 Midiendo tensiones
Para medir una tensión, colocaremos las bornas en las clavijas, y no tendremos mas que colocar ambas
puntas entre los puntos de lectura que queramos medir. Si lo que queremos es medir voltaje
absoluto, colocaremos la borna negra en cualquier masa (un cable negro de molex o el chasis del ordenador)
y la otra borna en el punto a medir. Si lo que queremos es medir diferencias de voltaje entre dos puntos, no
tendremos mas que colocar una borna en cada lugar.
 Midiendo resistencias
El procedimiento para medir una resistencia es bastante similar al de medir tensiones. Basta con colocar la
ruleta en la posición de ohmios y en la escala apropiada al tamaño de la resistencia que vamos a medir. Si no
sabemos cuantos ohmios tiene la resistencia a medir, empezaremos con colocar la ruleta en la escala más
grande, e iremos reduciendo la escala hasta que encontremos la que más precisión nos da sin salirnos de
rango.
 Midiendo intensidades
El proceso para medir intensidades es algo más complicado, puesto que en lugar de medirse en paralelo, se
mide en serie con el circuito en cuestión. Por esto, para medir intensidades tendremos que abrir el
circuito, es decir, desconectar algún cable para intercalar el tester en medio, con el propósito de que la
intensidad circule por dentro del tester. Precisamente por esto, hemos comentado antes que un tester con las
bornas puestas para medir intensidades tiene resistencia interna casi nula, para no provocar cambios en el
circuito que queramos medir.
 Para medir una intensidad, abriremos el circuito en cualquiera de sus puntos, y configuraremos el
tester adecuadamente (borna roja en clavija de amperios de más capacidad, 10A en el caso del tester
del ejemplo, borna negra en clavija común COM).
Una vez tengamos el circuito abierto y el tester bien configurado, procederemos a cerrar el circuito usando
para ello el tester, es decir, colocaremos cada borna del tester en cada uno de los dos extremos del circuito
abierto que tenemos. Con ello se cerrará el circuito y la intensidad circulará por el interior del multímetro
para ser leída.

29. Medición con potenciómetro
 El potenciómetro original es un tipo de puente de circuito para medir voltajes. La
palabra se deriva de “voltaje potencial” y “potencial” era usado para referirse a “fuerza”. El
potenciómetro original se divide en cuatro clases: el potenciómetro de resistencia
constante, el potenciómetro de corriente constante, el potenciómetro microvolt y el
potenciómetro termopar.
 Se utiliza para medir voltajes debajo de 1,5 V. En este circuito, la tensión desconocida está
conectada a través de una sección del alambre de la resistencia, los extremos de la cual
están conectados con una célula electroquímica estándar que proporciona una corriente
constante a través del alambre, el fem desconocido, en serie con un
galvanómetro, entonces se conecta a través de una sección de longitud variable del
alambre de la resistencia usando un contacto que se desliza. El contacto que se desliza se
mueve hasta que ninguna corriente fluya dentro o fuera de la célula estándar, según lo
indicado por un galvanómetro en serie con el fem desconocido. El voltaje a través de la
sección seleccionada del alambre es entonces igual al voltaje desconocido. Todo lo que
queda es calcular el voltaje desconocido de la corriente y de la fracción de la longitud del
alambre de la resistencia que fue conectado con el fem desconocido. El galvanómetro no
necesita ser calibrado, pues su única función es leer cero. Cuando el galvanómetro lee
cero, no se saca ninguna corriente de la fuerza electromotriz desconocida y así que la
lectura es independiente de la resistencia interna de la fuente

30. Indicador de Temperatura portátil
 Indicador digital portátil con display LCD y dígitos de gran tamaño (14mm de
altura). La carcasa está fabricada con plástico ABS de alta calidad y se
suministra con una funda de goma y una correa para la muñeca, que lo hace
ideal para el entorno industrial. Dispone de función Offset para el ajuste de la
desviación de los sensores. Otras características son: visualización de los
valores máximo/mínimo, retención de datos en display, selección de ºC/ºF y
diseño ergonómico antideslizante.
 Portátil, con funda de goma y correa de muñeca
 Resolución de 0.1ºC/F ó 1.0ºC/F autorango, dependiendo de la temperatura
 Precisión: ±0.3% de la lectura +1ºC entre -50ºC y 999ºC ±0.5% de la lectura +1ºC
entre 1000ºC y 1300ºC
 Display LCD con dígitos de 14mm de altura
 Ajuste de Offset
 Apto para su uso con todos nuestros termopares tipo K con conector miniatura
 Peso: 300g
 Alimentación: pilas PP3 (incluida)

31. Bibliografía
 es.wikipedia.org/wiki/Potenciómetro_(instrumento_de_medida)
 http://www.tcdirect.es/deptprod.asp?deptid=140/1
 http://www.tcdirect.es/deptprod.asp?deptid=140/1
 http://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro#Como_medir_con_el_mult.C3.ADmet
ro_digital
 http://es.wikipedia.org/wiki/Termopar
 http://es.wikipedia.org/wiki/Termoelectricidad
 http://prof.usb.ve/srevolla/Archivos/Instru/medici%C3%B3n%20de%20temperatura.pdf
 http://proton.ucting.udg.mx/dpto/maestros/mateos/clase/teoria/temperatura/Temperat
ura.html
 http://proton.ucting.udg.mx/dpto/maestros/mateos/clase/teoria/temperatura/Temperat
ura.html
 http://www.sistena.es/docs/folleto_s134t.pdf
 http://www.sistena.es/docs/folleto_s134t.pdf
 www.tiposdetermometros.net/