Los pros y contras de los termopares

 Los termopares fueron quizás el primer sensor de temperatura industrial que permitió a los ingenieros cerrar completamente un circuito de control de temperatura. Su precio se ha reducido con el paso de los años y el mercado ha producido diferentes modelos para casi todas las aplicaciones.

¿Cómo funciona un termopar?

Se basa en el voltaje generado en la unión de dos cables de aleaciones diferentes. El voltaje se genera por un cambio de temperatura. Si se puede medir el voltaje, la temperatura se puede expresar como una función del voltaje.

Por supuesto, es necesario conocer las propiedades de los dos cables para usar la ecuación de voltaje de Seebeck:

$\Delta eAB = \alpha \Delta T$        Eq. (01)

donde $\Delta eAB$ es un cambio en el voltaje Seebeck causado por un cambio en la temperatura $\Delta T$ y $\alpha$ es el coeficiente Seebeck.

Fig. 01 A continuación se muestra un boceto que muestra un termopar tipo J, su punto de unión, en el que se sueldan ambos extremos, y un multímetro para leer el voltaje.

Un problema con los termopares, al leer el voltaje por cuenta propia, es que los valores son muy pequeños, por lo que podría requerirse un multímetro de alta precisión. Una vez obtenida la lectura del voltaje, se pueden usar las tablas disponibles para estimar la temperatura.

Lo anterior funciona muy bien para un experimento de laboratorio, pero para fines industriales existen modelos que ofrecen otras funciones además de la temperatura.

Fig. 02 Sonda portátil y de termopar. En este caso, el sensor es un termopar tipo K.

Todos los termopares tienen colores diferentes y los cables + y - también están coloreados para que puedas instalarlos correctamente.

Fig. 03 Aquí se muestra una tabla de colores de cables de termopar de OMEGA. Este código de colores puede considerarse estándar, ya que todos los fabricantes utilizan el mismo código.

Algunas ventajas de los termopares

• No se requiere capacitación (de hecho, poca), ya que la lectura se muestra directamente en la pantalla.
• Puede ser cambiado de un lugar a otro. 
• Existen versiones portátiles.
• Es económico. Aunque existen modelos que pueden ser más caros y se fabrican bajo pedido.
• Existen diferentes modelos/diseños disponibles en el mercado.
• Existen modelos resistentes a impactos, lo que dificulta su rotura (debido a su carcasa metálica).
• Algunos modelos/diseños pueden ofrecer interruptores térmicos (lo que aumentaría su costo).
• Algunos modelos/diseños pueden ofrecer registradores de datos (lo que aumentaría su costo).
• Se puede instalar hacia abajo o en cualquier otra posición.
• Puede formar parte de un circuito cerrado.
• Algunos modelos/diseños pueden ofrecer conexión inalámbrica para la transferencia remota de datos o el control a grandes distancias.
• Su pantalla facilita la lectura de los dígitos. Los números tienen un formato/presentación grande.
• Se puede seleccionar el número de decimales según se desee (alta precisión).
• Se puede instalar en lugares con alta vibración, en entornos polvorientos o con alta humedad, o expuestos a otros elementos (se puede añadir una carcasa/protección especial).
• Menor número de piezas mecánicas para minimizar los efectos de la vibración.
• Respuesta rápida (del orden de ms).
• Se puede instalar en lugares con poca o nula iluminación.

Algunas desventajas de los termómetros bimetálicos

• Requieren calibración adicional debido a la holgura en su ensamblaje mecánico.

Información interesante sobre los termómetros bimetálicos

• Se utilizan comúnmente en aplicaciones de laboratorio, industriales o domésticas.
• Se pueden utilizar diferentes aleaciones para ampliar o modificar el rango de medición.
• No se pueden adquirir en pequeñas tiendas de suministros.
• Se pueden utilizar como instrumento de prueba o referencia en comparación con otras tecnologías.
• La pérdida de energía puede ser un problema.

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Ildebrando.