Este documento trata sobre termocuplas y su uso para medir temperatura. Explica que una termocupla consiste en dos alambres de metales diferentes unidos en un extremo, y que al aplicar calor en la unión se genera un voltaje proporcional a la temperatura debido al efecto Seebeck. Luego describe los tipos más comunes de termocuplas, como las tipo J y K, y explica cómo las curvas de relación milivoltios-temperatura permiten convertir la señal eléctrica de la termocupla directamente a una lectura

1. Módulos control de
temperatura
Termocuplas

2. Objetivos
DURANTE ESTE CAPITULO VEREMOS Y PROFUNDIZAREMOS EN
• QUE ES UNA TERMOCUPLA
• COMO FUNCIONAN LAS TERMOCUPLAS
• CLASES DE TERMOCUPLAS
• GRAFICAS DE RELACIÓN MILI VOLTIOS

3. Que es una termocupla?
 Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente.
Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados
generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto
Seebeck) del orden de los milivoltios el cual aumenta con la
temperatura.
Por ejemplo, una termocupla "tipo J" está hecha con un alambre de
hierro y otro de constantán (aleación de cobre y nickel) Al colocar la unión de estos metales a 750 °C, debe
aparecer en los
extremos 42.2 milivolts.
Normálmente las termocuplas industriales se consiguen encapsuladas
dentro de un tubo de acero inoxidable ú otro material (vaina) , en un
extremo está la unión y en el otro el terminal eléctrico de los cables,
protegido adentro de una caja redonda de aluminio ( cabezal ).

4. Como funciona la termocupla?
El principio de medición de temperatura utilizando
termocuplas se basa en tres principios físicos, que
son:
1.- Efecto Thomson (1851): un gradiente de
temperatura en un conductor metálico está
acompañado por un gradiente de voltaje, cuya
magnitud y signo depende del metal que se esté
utilizando.
3.- Efecto Peltier (1834): consiste en que cuando una corriente eléctrica fluye a través de una
juntura de dos metales diferentes, se libera o absorbe calor. Cuando la corriente eléctrica fluye
en la misma dirección que la
corriente Seebeck, el calor es absorbido en la juntura caliente y liberado en la juntura fría.

5. Como funciona la termocupla?
2.- Efecto Seebeck (1821): al unir dos alambres de materiales diferentes formando un circuito, se presenta
una corriente eléctrica cuando las junturas se encuentran a diferente temperatura. Esto es debido a la
combinación de los dos efectos anteriores
Los Valores “E” de la ecuación son valores de tensión en voltios. Esta es una gran ventaja que poseen las
termocuplas ya que tenemos una traducción (transducción) directa de grados centígrados a voltios lo cual es
sumamente importante a la hora de medir, registrar o controlar la temperatura con instrumentos o aparatos
eléctricos o electrónicos

6. Clases de termocuplas
Existen una infinidad de tipos de termocuplas, pero casi el 90% de las termocuplas
utilizadas son del tipo J ó del tipo K.
Las termocuplas tipo J se usan principalmente en la industria del
plástico, goma (extrusión e inyección ) y fundición de metales a
bajas temperaturas (Zamac, Aluminio). La termocupla K se usa típicamente en
fundición, hornos como lo son los de fundición de cobre y tratamientos térmicos
ó aquellas aplicaciones en donde se deseen medir temperaturas menores de 1300
°C
Las termocuplas R, S, B se usan casi exclusivamente en la industria
siderúrgica (fundición de acero)
Finalmente las tipo T eran usadas hace algún tiempo en la industria
de alimentos, pero han sido desplazadas en esta aplicación por los
Pt100.

7. Que son las rtd?
Un RTD (del inglés: resistance temperatura detector) es un detector de
temperatura resistivo, es decir, un sensor de temperatura basado en la
variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. En el que se
indica una variación lineal con coeficiente de temperatura positivo.
Al calentarse un metal habrá una mayor agitación térmica, dispersándose
más los electrones y reduciéndose su velocidad media, aumentando la
resistencia. A mayor temperatura, mayor agitación, y mayor resistencia.
La variación de la resistencia puede ser expresada de manera polinómica
como sigue a continuación. Por lo general, la variación es bastante lineal en
márgenes amplios de temperatura.

8. Materiales empleados en las RTD?
 Los materiales empleados para la construcción de sensores RTD suelen
ser conductores tales como el cobre, el níquel o el platino. Las
propiedades de algunos de éstos se muestran en la siguiente tabla:

9. Porque decirle PT100?
 De todos ellos es el platino el que ofrece mejores prestaciones, como:
• alta resistividad… para un mismo valor óhmico, la masa del sensor será
menor, por lo que la respuesta será más rápida
• margen de temperatura mayor
• alta linealidad
• sin embargo, su sensibilidad ( α )es menor.
Un sensor muy común es el Pt100 (RTD de platino con R=100 Ω a 0 °C). En la
siguiente tabla se muestran valores estándar de resistencia a distintas
temperaturas para un sensor Pt100 con α = 0.00385 K − 1.

10. Clases de termocuplas

11. Clases de termocuplas
 El valor que en la tabla figura como “sensibilidad” es un parámetro importantísimo ya
que nos dice cuantos
milivoltios se pueden obtener por cada grado centígrado (en la tabla lo especifican cada
100°C). Esto
presupone que podemos pensar al comportamiento de la termocupla como una línea recta
dentro de su rango
de operación o trabajo (ver curvas en la página siguiente).
Hay mucha disparidad en la información de los rangos publicados ya que se puede tratar
de:
1. El rango límite de temperaturas: aquellas que garantizan que no altera la integridad de la
termocupla.
2. El rango de comportamiento lineal: franja de trabajo en donde el parámetro sensibilidad
tiene sentido.
3. El rango de operación: es la franja de temperaturas para una aplicación particular.

12. Grafica relación milivoltios.

13. GRACIAS.