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10-6-1 Detección de temperatura mediante dispositivos de estado sólido

 
Un diodo de silicio ordinario es sensible a la temperatura. Para una corriente constante, su voltaje en directa de anodo a catodo varia de manera inversa a la temperatura. La respuesta de temperatura de un diodo típico se muestra en la figura 10-11(a).


Esta dependencia de la temperatura puede usarse para medir el cambio de la temperatura de un medio conteniendo un diodo, on de un dispositivo que esta en contacto térmico con el diodo. En la figura 10-11(b) se  muestra el enfoque del circuito general. Instalando un circuito de compensación del amplificador operacional adecuado, es posible hacer que T=0°C corresponda a Vsalida=0V, entonces la expresión cambio de la relación voltaje-temperatura dada en la figura 10-11(b) se vuelve la expresión absoluta.

También pueden usarse otros dispositivos de estado solidó como elementos sensores de temperatura. La desventaja universal de este método es la inevitable inestabilidad de lote de cualquier dispositivo de estado dolido. Por lo tanto, la medición de temperatura mediante dispositivos de estado sólido es más aplicable a la detección de límites de temperatura que la medición exacta.


10-6-2 Pirómetros ópticos


A temperaturas mayores de unos 2200°C (4000°F), los sensores de temperatura de contacto tienen una expectativa de vida tan corta que son imprácticos para uso industrial. En este rango tan alto es necesario medir la temperatura a distancia, midiendo la radiación electromagnética visible y/o invisible emitida por el cuerpo caliente.
La radiación electromagnética visible (luz) emitida por un cuerpo caliente se concentra en una frecuencia que es una indicación de la temperatura del cuerpo. Por tanto, si se filtran ópticamente Ios componentes de frecuencia débiles de la luz radiada, un cuerpo caliente tomará un color que indica su temperatura. Puede usarse este comportamiento para determinar la temperatura de un cuerpo caliente ajustando la temperatura de una fuente de referencia de luz hasta que su color iguale el color del cuerpo caliente. Este es el principio de operación de un pirómetro óptico, que se muestra estructuralmente en la figura 10—12(a).
El conjunto del pirómetro se sostiene o se monta de manera que apunte al cuerpo cuya temperatura se está midiendo. La radiación emitida por el cuerpo es filtrada y luego enfocada a través de una ranura dentro de la estructura del instrumento, donde puede ser vista por el operador. Ubicada a un lado de la ranura del cuerpo caliente está una segunda ranura que despliega la radiación filtrada emitida por un filamento interno. El operador ajusta la corriente a través del filamento interno hasta que los colores de las dos ranuras sean iguales. En este punto, las temperaturas son iguales para ambas fuentes de luz. Debido a que las características térmicas del filamento interno son conocidas, puede medirse su corriente y relacionar ese valor de corriente con la temperatura. El valor de corriente puede relacionarse con la temperatura usando una tabla de consulta, o. de modo más conveniente, puede calibrarse el amperímetro en unidades de grados de temperatura. Estas ideas se ejemplifican en la figura 10—12(b).

 

 

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