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
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).