lección 4: termopares

UNIVERSIDAD DE OVIEDOÁrea de Tecnología Electrónica ++ ++

13326 - Electrónica de Potencia (Licenciado Máquinas Navales)

Lección 4: Termopares



• Basados en el efecto Seebeck

Metal A

Metal B

T+TT

UAB

TUAB : Coef. de Seebeck– T: Temperatura

– Linealidad no muy elevada

– Tensiones de salida de mV

– Sensibilidad de algunos V/ºC

TERMOPARES



Tipo Composición (+/-) Margen de medidaSensibilidad (a 25ºC)

J Fe-Constantán 0 a 760ºC 51,7 V/ºC

K Cromel-Alumel -184 a 1260ºC 40,6 V/ºC

T Cu-Constantán -184 a 400ºC 40,6 V/ºC

E Cromel-Constantán 0 a 982ºC 60,9 V/ºC

R 13%Pt 87%Rh - Pt 0 a 1593ºC 6 V/ºC

S 10%Pt 90%Rh - Pt 0 a 1538ºC 6 V/ºC

B 6%Pt 94%Rh-30%Pt 70%Rh 800 a 1800ºC

C

1 V/ºC (a 100ºC)

5%W 95%Re-26%W 74%Re 0 a 2300ºC 18 V/ºC (a 1000ºC)

Constantán: 55%Cu 45%Ni Cromel: 90%Ni 10%CrAlumel: 95%Al 5%Ni

TERMOPARES



TERMOPARES

Tipo Aplicabilidad

J Atmósferas Inertes y reductoras. En atmosferas oxidante se reduce la vida, se oxida a 538º. No es adecuado para bajas temperaturas, por debajo de 0º.

K Utilizado por ecima de 538º. El cromo se oxida (en presencia de oxigeno) (importantes derivas en el margen de 816 º a 1038º)

N Se utiliza donde el termopar K tiene problemas de oxidación.

T Apropiado para atmósferas oxidantes, inertes y reductoras.

R,S Altas temperaturas. R (uso industrial), S (laboratorio) Debe protegerse con tubos no metálicos y aislantes cerámicos. Tiende a descalibrarse ya que se funde el rodio y se volatiliza.

B Similar a los R y S con límite de temperatura superior y menos fragil.



TERMOPARES

• Ley del circuito homogéneo: En un circuito de un único metal homogéneo no puede sostenerse la circulación de una corriente por la aplicación exclusiva de calor

• Ley de los metales intermedios: Si en un circuito de varios conductores la temperatura es uniforme desde un punto de unión A a otro B, la suma algebraica de todas la f.e.m. es la misma que si se ponen en contacto directo A y B

• Ley de las temperaturas sucesivas: Si dos metales producen una f.e.m E1 cuando las uniones están a T1 y T2, y una f.e.m. E2 cuando están a T2 y T3, la f.e.m. será E1+E2 cuando estén a T1 y T3

Metal A (T3)T2T1

UAB

Metal B (T4)T3 y T4 no influyen en UAB

Metal AT2T1

UABMetal B

Metal CMetal A

T3 T3

Metal B

T2T1

UABMetal B

Metal AT2

T1

UAB

Metal CMetal A

T1Metal BMetal B



• Expuesto

• Encapsulado

• A masa

TERMOPARES



Tablas de calibración

• Funciones polinómicas

8

0i

ii vaT

a0: 0,2265846a1: 24152,109a2: 67233,425a3: 2210340,7a4: -806963915

a5: 4,83506E+10a6: -1,18452E+12a7: 1,38690E+13a8: -6,33708E+13

Ejemplo: Tipo K0/1370ºC±0,7ºC

– T: Temperatura– v: Tensión



• Ejemplo 1

Cu

Cu

Cu

ConstantánEquipo medida

Uniones atornilladas ¡¡nunca soldadas¡¡

U2 U1

Cu

Cu Constantán

Termopar TTemp. referencia

T1 T1

U2 U1

Cu

Cu

Constantán

T1

Hielo fundente

Compensación de la unión fría

TERMOPARES



• Ejemplo 2

Cu

Cu

Fe

ConstantánEquipo medida

U2

U1

Cu

Cu

Constantán

Termopar JTemp. referencia T0

T1T1

FeU3

U

01 TT ConstFeUConstFeUU .)/(.)/( -=U1

Cu

Cu

Constantán

T1

Fe

Hielo fundente

Ley de los termopares intermedios

TERMOPARES

U=U3+U1-U2=U(Cu/Fe)T0+U(Fe/Const)T1-U(Cu/Const)T0



• Compensación hardware

Cu

Cu

Fe

Const.

T1

Circuito de compensación Temp. ambiente

U2

U1

Cu

Cu

Constantán

Temp. ambiente Ta

T1

FeU3

U Uc

( ) ( ) cTTUConstFeUConstFeUU

a1+-= //

( ) ( ) ( ) ( )[]

cTTTTUConstFeUConstFeUConstFeUConstFeUU

0a01+---= .////

Ley de las temperaturas sucesivas

Conocido de la tablas de calibración

El diseño se realiza para que: ( ) ( )0a TTc ConstFeUConstFeUU // -=

Se suelen emplear NTCs

TERMOPARES

lección 4: termopares

Documents