ESCUELA MILITAR DE INGENIERIATERMOPAR

I. INTRODUCCIONUntermopar(tambin llamadotermocople) es untransductorformado por la unin de dosmetalesdistintos que produce unadiferencia de potencialmuy pequea (del orden de los milivoltios) que es funcin de la diferencia detemperaturaentre uno de los extremos denominado punto caliente o unin caliente o de medida y el otro llamado punto fro o unin fra o de referencia (efecto Seebeck).Normalmente los termopares industriales estn compuestos por un tubo deacero inoxidableu otro material. En un extremo del tubo est la unin, y en el otro el terminal elctrico de los cables, protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal).Eninstrumentacin industrial, los termopares son usados comosensores de temperatura. Son econmicos, intercambiables, tienen conectores estndar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitacin est en la exactitud, pues es fcil obtener errores del sistema cuando se trabaja con precisiones inferiores a ungrado Celsius.El grupo de termopares conectados en serie recibe el nombre determopila. Tanto los termopares como las termopilas son muy usados en aplicaciones decalefaccina gas.

II. MARCO TEORICOLos termopares estn disponibles en diferentes formatos, comosondas. Estas ltimas son ideales para variadas aplicaciones de medicin, por ejemplo, en la investigacin mdica, sensores de temperatura para los alimentos, en la industria y en otras ramas de la ciencia, etc.A la hora de seleccionar una sonda de este tipo debe tenerse en consideracin el tipo de conector. Los dos tipos son el modelo estndar, conpinesredondos y el modelo miniatura, con pines chatos, siendo estos ltimos (contradictoriamente al nombre de los primeros) los ms populares.Otro punto importante en la seleccin es el tipo de termopar, elaislamientoy la construccin de la sonda. Todos estos factores tienen un efecto en el rango de temperatura a medir, precisin y fiabilidad en las lecturas.Tipos Tipo K(cromel/alumel): con una amplia variedad aplicaciones, est disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. El cromel es una aleacin deNi-Cr, y el alumel es una aleacin deNi-Al. Tienen un rango de temperatura de 200Ca +1372C y una sensibilidad 41 V/C aproximadamente. Posee buena resistencia a la oxidacin. Tipo E(cromel/constantn[aleacin deCu-Ni]: no son magnticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el mbito criognico. Tienen una sensibilidad de 68 V/C. Tipo J(hierro/constantn): su rango de utilizacin es de 270/+1200 C. Debido a sus caractersticas se recomienda su uso en atmsferas inertes, reductoras o en vaco, su uso continuado a 800 C no presenta problemas, su principal inconveniente es la rpida oxidacin que sufre el hierro por encima de 550 C; y por debajo de 0 C es necesario tomar precauciones a causa de la condensacin de vapor de agua sobre el hierro. Tipo T(cobre/constantn): ideales para mediciones entre -200 y 260C. Resisten atmsferas hmedas, reductoras y oxidantes y son aplicables en criogenia. El tipo termopar de T tiene una sensibilidad de cerca de 43 V/C. Tipo N(nicrosil[Ni-Cr-Si]/nisil[Ni-Si]): es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidacin de altas temperaturas, y no necesita delplatinoutilizado en los tipos B, R y S, que son ms caros.Por otro lado, los termopares tipo B, R y S son los ms estables, pero debido a su baja sensibilidad (10 V/C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300 C). Tipo B(Pt-Rh): son adecuados para la medicin de altas temperaturas superiores a 1800 C. Los tiposB presentan el mismo resultado a 0 C y 42 C debido a su curva de temperatura/voltaje, limitando as su uso a temperaturas por encima de 50 C. Tipo R(Pt-Rh): adecuados para la medicin de temperaturas de hasta 1300 C. Su baja sensibilidad (10 V/C) y su elevado precio quitan su atractivo. Tipo S(Pt/Rh): ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1300 C, pero su baja sensibilidad (10 V/C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibracin universal delpunto de fusindeloro(1064,43 C).Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen adems una resolucin menor. La seleccin de termopares es importante para asegurarse que cubren el rango de temperaturas a determinar.

III. MARCO PRACTICO

En el experimento se utiliz el principio de funcionamiento de estos sensores termoelctricos se basa en el llamado efecto Seebeck y efecto Thompson, que se sabe que si un sistema que cuenta con dos materiales diferentes A y B, con uniones a diferentes temperaturas, estas generaran la aparicin de una corriente elctrica con una determinada intensidad, i, que no depende de la resistencia del conductor si no que solo depende de la diferencia de temperaturas entre las uniones, pero si el circuito se abre aparece una fuerza electromotriz (FEM), la cual depende de los materiales y la diferencia de temperatura que existe. Cuando un conductor metlico es sometido a una diferencia de temperatura, entre sus extremidades surge una fuerza electromotriz (F.E.M.).

Pasos del proceso:Para realizar las mediciones con los diferentes termopares se realiz el siguiente procedimiento: Primero se trabaj con el termopar tipo k el cual fue conectado con el multmetro. Posteriormente a este sistema se lo someti a calor a la parte metlica del termopar tipo k. Se pudo observar el cambio de temperaturas en el multmetro a medida que este cuanto ms tiempo estaba sometido al calor incrementaba ms la temperatura. Se realiz mismo procedimiento para los diferentes termopares.

IV. MATERIALES Materiales

Encendedor

Termopar tipo k

Termopar compensado

Cables de extensin de temperatura

Multmetro

V. RESULTADOS

Los termopares son un gran instrumento que nos permite medir de forma muy precisa la temperatura de un sistema, el hecho de se considere un determinado voltaje a una temperatura es el aspecto ms importante por lo cual decimos que las principales precauciones que se deben considerar son la medida del voltaje ya que de l depender si nuestro experimento es exitoso o no lo es.

TABLA

1.- Medidas con el termopar

NVoltaje (mV)K C

15.532135

28.539210

310.400256

418.006438

532.00769

2.- Medidas con el termopar compensado

NVoltaje (mV)K C

15.815142

29.302239

311.506283

413.707386

526.400635

3.- Medidas de la resistencia

NR()K C

1109.225

2111.625.5494

3125.828.8000

4138.731.7533

523854.4865

ANEXOS

INSTRUMENTACION Y AUTOMATIZACION 7