Termometro

Una de las magnitudes que más se mide es la temperatura. En muchos ámbitos, la temperatura es un factor determinante en multitud de procesos, como puede ser en el control de calidad, en el análisis medioambiental, en el desarrollo o en la investigación. Para medir la temperatura es necesario usar un termómetro y, según el tipo de medición, deberá seleccionar un modelo de termómetro u otro diferente..

La forma más utilizada para la medición de la temperatura del aire es con un termómetro. El sensor de un termometro está situado normalmente en la parte superior del dispositivo, para que esté bien ventilado. El tipo de construcción y el emplazamiento del sensor, impiden que la temperatura corporal influya negativamente en el momento de realizar la medición, mientras sostenemos el termómetro en la mano. El termómetro destinado a la medición de la temperatura ambiental, está disponible como equipo de mano y como equipo para instalación fija. Este último, suele estar equipado con un registrador de datos, lo que permite medir y registrar la temperatura durante un periodo de tiempo prolongado.

Este tipo de termometro, además de determinar la temperatura ambiental, suele medir también la humedad del aire. Gracias a ello, se puede calcular el punto de rocío y otras magnitudes derivadas de estos parámetros. Todas estas propiedades, convierten al termómetro en un dispositivo importante para realizar las comprobaciones de temperatura cada día.

Un segundo gran sector del termómetro, son los empleados para determinar con precisión la temperatura de un objeto. En tal caso, el termometro se suele componer como mínimo de 2 componentes: por un lado el propio termómetro y por otro un sensor. Este campo podemos desglosarlo más profundamente incluso si diferenciamos el tipo de termómetro por tipo de aplicación al que se destinan, diferenciando así entre el tipo de construcción del sensor, del cual existen diferentes sensores con diferentes puntas de penetración o de medición en superficie, y entre el tipo de sensor propiamente dicho, pues ello influirá en la precisión de la medición. Un termómetro con sensores de temperatura de platina (PT100, PT500 o PT1000) se utilizan sobre todo para obtener resultados muy precisos.

Los termoelementos (tipo K, J, T, etc.) se utilizan como sensores de temperatura, sobre todo cuando se requiere obtener un valor en poco tiempo. Ambos tipos de termómetro tienen sus ventajas y desventajas. Un termometro que usa sensores de resistencia, mide con mucha precisión pero son más lentos, a la hora de estabilizar la temperatura final, mientras que un termómetro que usa termoelementos, determina la temperatura con mayor rapidez pero su precisión es ligeramente inferior. Pero en ambos casos podemos encontrar tanto un termómetro de mano como de instalación fija.

Un tercer campo tiene que ver con un tipo de termómetro que mide la temperatura de forma óptica y sin contacto. Este tipo de termometro se basa en la radiación infrarroja que cada objeto emite de forma proporcional a su temperatura para determinar su temperatura. A través de un factor denominado grado de emisividad, el termómetro infrarrojo mide la temperatura superficial del objeto. La dificultad de este principio de medición se basa en ajustar correctamente el grado de emisividad del termómetro. De no hacerlo, la lectura de la temperatura medida será errónea. Por otro lado, es necesario tener en cuenta que la reflexión que pueda tener la superficie del objeto a medir, también influye en el resultado final de la medición. Un termometro con este tipo de principio de funcionamiento, se utiliza como equipo de mano para obtener una medición de temperatura inmediata, y es muy demandado en el sector de la construcción, la industria, etc. Ahora bien, el termometro infrarrojo está disponible también como dispositivo de instalación fija. En estos casos, se instala el sensor mediante unos accesorios de montaje o directamente en una máquina y los valores medidos se envían a una unidad de lectura digital, un registrador de datos o un PLC a través de una salida analógica o una interfaz.

Como conclusión, podemos decir que el uso de un determinado termómetro dependerá de la aplicación específica en la que se desee medir la temperatura. En caso que tenga alguna pregunta o consulta para encontrar el termómetro adecuado, consulte con nuestro departamento técnico. Nuestros técnicos e ingenieros le ayudarán con mucho gusto.

Algunos tipos de termometro, además realizar una medición de la temperatura ambiental o de un objeto, son capaces de realizar otras funciones como la medición de la humedad ambiental, la presión barométrica y la velocidad del viento. Al equipar el termómetro con otras funciones, se amplía su funcionalidad y puede ser usado en diferentes lugares, llegando a convertirse en una herramienta muy práctica para el usuario. Un termometro se destina a diferentes sectores y alcanza desde la industria o los centros de enseñanza hasta el ámbito privado.

El termómetro podemos encontrarlo en multitud de sitios en nuestro día a día, utilizándolo para la predicción del tiempo, la temperatura de alimentos o la temperatura corporal de las personas y los animales. Estos son los campos más domésticos de aplicación y que casi todo el mundo conoce,sin embargo, un termómetro se encuentra también en el sector profesional para, por ejemplo, determinar la calidad de un producto.

Finalmente, ¿qué significa la palabra termómetro? Termómetro es una palabra compuesta por las palabras griegas "thermós" y "métron" que significan calor y medida, por tanto, un termometro es una medición del calor. Cada termómetro que encontrará en PCE Instruments, utiliza un método de medición eléctrico para obtener la temperatura. Por ejemplo, un termometro que mide la temperatura ambiental usa sensores de resistencia o semiconductores. Un termómetro que miden la temperatura interior de un líquido o cuerpo sólido mediante un termolemento, usa el efecto Seebeck para determinarla. Otro método de medición de temperatura muy común es el de resistencia (Pt100, Pt500, Pt1000, NTC o PTC), pues permiten medir con mucha precisión.

Campos de uso del termómetro registrador de datos
En muchas aplicaciones es necesario no sólo medir el valor actual de la temperatura, sino también almacenarlos. Con la ayuda de los valores de temperatura registrados automáticamente por el termómetro, las oscilaciones de la temperatura se pueden representar mediante un gráfico con mayor facilidad y analizarse en detalle. Por ejemplo, este tipo de termómetros se pueden utilizar para documentar las temperaturas a las que han sido expuestos los alimentos, materiales sensibles o dispositivos durante su transporte o almacenamiento. El momento y la duración de los valores de temperatura anormales permiten obtener conclusiones sobre las posibles causas de las oscilaciones de temperatura. Sin embargo, un registrador de temperatura también se puede utilizar para la comprobación de dispositivos y sistemas de calefacción o refrigeración o para determinar hasta qué punto aumenta la temperatura en máquinas o sistemas durante su funcionamiento. Con la ayuda de los valores registrados por el termómetro, también se puede determinar si la temperatura en un contendor refrigerado, una incubadora, un invernadero o una instalación de secado se encuentran dentro de los valores límite predeterminados durante el período de medición.

Por tanto, este tipo de termómetro son ideales, entre otras cosas, para

- Control de la temperatura durante el almacenamiento, transporte y procesamiento de materiales o productos sensibles a la temperatura
- Documentación en procesos que dependen de la temperatura
- Registro de temperaturas para el desarrollo y la optimización de procesos
- Recopilación de datos para evaluar los daños causados por las temperaturas como por ejemplo las heladas, el calor, etc.

Criterios para la selección del termómetro registrador de datos
Dependiendo del uso previsto, hay que tener en cuenta varios criterios que son más o menos importantes a la hora de seleccionar el dispositivo. En cualquier caso, el rango y la precisión en la medición del termómetro ajustándose a los requisitos de la tarea correspondiente. Para documentar los valores medidos de las temperaturas durante transportes más largos o en lugares exteriores de difícil acceso, se necesitan termómetros registradores de datos autosuficientes con un tiempo de funcionamiento mínimo elevado. Su tiempo de funcionamiento mínimo está limitado, tanto por la duración de la batería como por el volumen de almacenamiento disponible.

Para otras aplicaciones, es una ventaja si los valores de medición de corriente también puedan leerse directamente o si el termómetro registrador de datos indica la superación de los valores límite establecidos de manera óptica o acústica. Algunos modelos de termómetros registradores de datos pueden transmitir los valores medidos a grandes distancias a un ordenador o a una red, de modo que los datos estén disponibles rápidamente para tomar decisiones o realizar evaluaciones. Para simplificar la visualización, evaluación y documentación de las valores medidos, hay disponible un software para PC o aplicaciones para muchos modelos de dispositivos. También hay termómetros registradores de datos que pueden configurarse directamente con el PC para la siguiente medición a través de este software.

A continuación verá una breve lista de los criterios más importantes que debe tenerse en cuenta para un termómetro registrador de datos

- Rango de medición y precisión
- Duración y la capacidad de memoria
- Tipo de transmisión de datos
- Opción de visualización
- Función de alarma
- Opciones de configuración
- Funciones de evaluación
- Parámetros de medición opcionales, como por ejemplo la humedad

La palabra calibración es un término técnico para comprobar la precisión de los instrumentos y ayudas de medición. La precisión de un termómetro difiere según su diseño. Es por ello que en las especificaciones técnicas se indica la precisión de cada termómetro. La precisión puede indicarse como un valor absoluto en ºC, ºF o grados Kelvin, como un valor relativo en porcentaje del valor medición o como una combinación de ambos, como por ejemplo, ±0,2 °C, ±0,3 % del valor de medición o ± (0,4 % + 1 °C). Cuando la precisión se especifique como 0,15 °C o 0,2 % del valor de medición, se aplicará siempre el valor más alto.

Ahora bien, debido a diferentes influencias en el termómetro, especialmente en los componentes directamente relacionados con la medición, es posible que se exceda la tolerancia especificada. Por esta razón es necesario comprobar la precisión del termómetro. Según la precisión que se requiere y el tipo de termómetro que se vaya a comprobar es posible utilizar diferentes procedimientos de calibración. Para garantizar que los resultados de las calibraciones son trazables, comparables e independientes del usuario se deben definir claramente los procedimientos y las condiciones para cada proceso.

En términos generales, las calibraciones de un termómetro pueden diferenciarse así:

• Calibración que utiliza un termómetro de referencia comprobado,
• Calibración de un termómetro de contacto con ayuda de mezclas de sustancias en las que se establece una temperatura conocida,
• Calibración de un termómetro infrarrojo mediante un calibrador infrarrojo con radiador de cuerpo negro.

Termómetro de referencia para mediciones comparativas
Muchos termómetros se calibran con un termómetro de referencia. Para que el termómetro de referencia o patrón mida correctamente, debe haber sido calibrado directa o indirectamente a través de otro termómetro de referencia, en los puntos fijos de la escala ITS-90. Para acreditar la calibración se emite un certificado de calibración. Durante la medición comparativa, hay que asegurarse de que el termómetro que se va a comprobar y el termómetro de referencia tengan la misma temperatura. Para conseguirlo, se pueden colocar ambos termómetros por ejemplo en baños con regulación de temperatura o cámaras climáticas.

Escala Internacional de Temperatura ITS-90
La Escala Internacional de Temperatura ITS-90 está reconocida internacionalmente y establece varios puntos fijos reproducibles entre -260 °C y 1085 °C, lo que facilita la determinación de la temperatura. El punto triple del agua y de algunos elementos químicos sirven como puntos de referencia. En punto triple es aquel en el cual coexisten en equilibrio el estado sólido, el estado líquido y el estado gaseoso de una sustancia. En otras palabras, no modifican la relación cuantitativa existente. Por ejemplo, las moléculas de agua tienen su punto triple a 0,01 °C y 6,12 mbar. Si se modifica la temperatura o la presión, cambian las proporciones de las tres fases.

Puntos fijos de temperatura, baños de calibración, hornos de calibración, calibradores de bloque
Se han desarrollado puntos fijos de temperatura, baños de calibración y hornos de calibración especiales para calibrar un termómetro con la máxima precisión. Cuando se utilizan correctamente, estos dispositivos especiales mantienen puntos de referencia de temperatura constantes y reproducibles. Sin embargo, el gasto que supone la compra y el funcionamiento de estos dispositivos sólo se justifica si se utilizan con frecuencia. Por ello, muchas empresas e instituciones de investigación encargan a laboratorios externos la calibración de sus termómetros.

Calibración del termómetro infrarrojo con un calibrador infrarrojo
Para calibrar un termómetro infrarrojo se utiliza un calibrador infrarrojo con una alta emisividad. El rango de medición y la precisión del termómetro infrarrojo que se va a comprobar determinan en gran medida el tipo de calibrador a utilizar. Los cuerpos negros con cavidad tienen una forma tal que no se producen desviaciones debidas a corrientes de aire o reflexiones. Existen cuerpos negros que se pueden calentar de forma independiente incluso para temperaturas altas y muy altas, y otros cuerpos negros como accesorios para termostatos de calibración de agua, con los que se puede conseguir una precisión y estabilidad de temperatura muy elevadas.

Determinación de los puntos de referencia para la calibración
Antes de calibrar un termómetro hay que establecer el rango de temperatura deseado así como el número y la temperatura de los puntos de referencia. El rango de temperatura debe limitarse, en la medida de lo posible, a las temperaturas que se van a utilizar con el termómetro. De este modo, se reduce el trabajo de calibración. Deben seleccionarse al menos de tres a cinco puntos de referencia para el rango de temperatura elegido. Las temperaturas de comprobación deben abarcar toda el rango de forma que puedan extraerse conclusiones sobre la distribución de los errores de medición. Si el termómetro se envía a un laboratorio de metrología externo para su calibración, debe especificarse previamente los puntos de referencia deseados. De lo contrario, el laboratorio utilizará temperaturas de referencia determinadas que pudieran carecer por completo de interés para su aplicación.

Un termómetro verificado se utiliza principalmente con fines oficiales y en transacciones comerciales, pero también para mediciones en el ámbito médico. En términos de la protección del consumidor, se utiliza, entre otras aplicaciones, para la medición de la temperatura en comercios, laboratorios, hospitales y consultas médicas, pero también por los responsables del departamento de salud pública, la agencia medioambiental y la autoridad de salud y seguridad en el trabajo, así como para esclarecer el curso de un delito en la ciencia forense. El termómetro verificado también puede usarse en la implementación de conceptos de higiene, entre otras tareas para la inspección periódica de los dispositivos en baños calientes, frigoríficos y congeladores o cámaras frigoríficas y para verificar la precisión en la medición de otros termómetros.

También puede verificar en diferentes rangos de temperatura algunos termómetros de vidrio, los termómetros de aguja, los termómetros de resistencia y otros termómetros electrónicos y sondas de temperatura, así como algunos termómetros de infrarrojos. Un termómetro utilizado con fines médicos no sólo está sujeto a la ley de verificación, sino también a ordenanzas que cada país puede emitir. Por ejemplo, en Alemania está sujeto a la Ordenanza sobre la instalación, el funcionamiento y la utilización de productos sanitarios (MPBetreibV) si no se utiliza con fines privados. De acuerdo con esto, un termómetro digital para uso médico, incluido aquellos que tienen sondas de temperatura intercambiables, deben revisarse al menos cada dos años y los termómetros infrarrojos anualmente. Por tanto, el usuario de un termómetro debe realizar un controlo metrológico y documentarlo. Para este tipo de comprobaciones se suelen utilizar baños de calibración especiales y termómetros de referencia de alta precisión con calibración DAkkS, y calibradores infrarrojos con un cuerpo negro para los termómetros infrarrojos.

Los intervalos de verificación de un termómetro verificado no están definidos de manera uniforme en Europa. La determinación de si organismos distintos de las autoridades gubernamentales pueden llevar a cabo la verificación también está sujeta a la legislación nacional. Por ejemplo, la ley alemana de medición y verificación establece actualmente la obligación de notificar los instrumentos de medida verificados. Los termómetros verificados y cualquier otro instrumento de medición adquirido recientemente que se utilicen en aplicaciones tipo legal para el comercio deben comunicarse a la Oficina de Pesas y Medidas local en un plazo de 6 semanas tras su puesta en servicio. A tal efecto, se debe notificar el tipo de aparato, el fabricante, la designación del tipo y el año de marcado, en conformidad con el artículo 32 de la Ley alemana de medición. Si alguien utiliza un termómetro sin certificado de conformidad o verificación para aplicaciones en las que sea obligatoria, no presente la documentación requerida o no inscriba a tiempo el termómetro verificado está actuando de forma irregular y puede ser multado.

Un termómetro es un dispositivo de comprobación y medición para determinar la temperatura de varios medios. Existen diferentes tipos y diseño de termómetros aptos para una amplia gama de aplicaciones. Según el tipo de termometro funciona con un principio físico diferente. Es aquí donde se define la precisión del termómetro. El termometro electrónico suele usar el método de medición de resistencia. Este tipo de termómetro utiliza un NTC (termistor), un PTC (termistor PTC), o sensores de platino como Pt100, Pt500 o Pt1000 para determinar la temperatura con precisión. Otro método de medición de la temperatura muy es el termómetro con entrada para termopares. Este tipo de termómetro usa el efecto Seebeck de 2 conductores metálicos diferentes para medir la temperatura.

Termómetro electrónico de resistencia
Un termometro que determina la temperatura electrónicamente a través de la resistencia, utiliza la sensibilidad a la temperatura de materiales especiales. Esta clase de termómetro usa termistores o conductores de calor para medir la temperatura. Ahora bien, ¿qué significa esto exactamente? Si se utiliza un termometro con un NTC, es decir, un termistor, se puede decir que la resistencia del sensor de temperatura disminuye a medida que la temperatura aumenta. Esto significa que una tensión constante producida por el termómetro podrá fluir una corriente más alta. Con un PTC, es decir, un termistor, la resistencia aumenta casi proporcionalmente a la temperatura.

Por lo tanto, fluye una corriente baja. Así que la corriente que fluye y que el termometro puede medir es la medida de la temperatura. Los termómetros que utilizan el método de medición de la resistencia suelen ser muy precisos, ya que la resistencia de la medición puede ser muy grande (Pt1000: 1000 Ohm a 0 °C) y la curva característica da lugar a flujos de corriente mejor medibles. Los sensores de platino se utilizan a menudo porque son muy puros y por lo tanto funcionan con mucha precisión. Los termómetros de platino se utilizan a menudo en procesos industriales, ya que estos sensores se instalan en protecciones de acero inoxidable. Estos termometros se utilizan para medir la temperatura de proceso de los alimentos, líquidos, aceites, etc.

Termómetro con sonda termopar
El termómetro con termopar utiliza el efecto de Seebeck de dos conductores metálicos diferentes. Los más comunes son los termopares de tipo K. Estos consisten en Ni-CrNi (níquel-cromo-níquel). Los termometros de este tipo miden una tensión que se genera cuando se calientan los dos materiales en contacto. La tensión generada en un termopar es muy bajo, unos pocos µV por °C. Incluso a altas temperaturas, un termómetro con sonda de termopar a menudo mide tensiones que son < 0,1 V. Si se conectan varios termopares en serie con un termómetro, éste indicará una temperatura que es varias veces la temperatura del termopar. Un termometro de estas características se utiliza con frecuencia en aplicaciones en masa ya que la tecnología usada es económica y el tipo de medición es relativamente fácil de realizar. El termómetro con sonda termopar se utilizan para una amplia variedad de aplicaciones; según el diseño del sensor lo puede usar para medir la temperatura del aire, de una superficie o incluso la temperatura del núcleo.

Termómetro con sensor semiconductores
El termómetro con un sensor semiconductor utiliza la resistencia eléctrica de varios materiales de manera similar al termómetro de resistencia. Si fluye una corriente más alta, la temperatura medida también es más alta. El termómetro con sensor semiconductores se usa con frecuencia para medir la temperatura del aire o en aplicaciones en las que la precisión tiene una importancia secundaria.

Termómetros con diferentes tipos de sensores, construcción y diseño
Los termómetros con diferentes tipos de sensores, construcción y diseño muestran los valores medidos en una pantalla. El valor medido suele aparecer en el termómetro en la unidad °C (grados centígrados). En la región americana, la visualización en un termómetro suele ser en °F (grados Fahrenheit). En el ámbito científico, se usa con frecuencia la unidad K (Kelvin) para medir diferencias de temperatura o temperaturas muy bajas. ¿De dónde provienen las diferentes unidades de temperatura? El origen de las unidades de los termómetros radica en el descubridor de cada respectiva unidad. Por ejemplo, Anders Celsius (1701 ... 1744) estableció que la temperatura que un termómetro mide del agua helada es de 0 °C y el agua hirviendo tiene una temperatura de 100 °C. Por otro lado, Daniel Gabriel Fahrenheit realizó varios experimentos y quiso establecer su propia escala, teniendo en cuenta, entre otras cosas, la temperatura corporal, una mezcla de hielo, agua y amoníaco, y la temperatura más baja en Gdansk en aquel entonces. Así, los termómetros en la escala de Fahrenheit muestran una temperatura de 32 °F para una mezcla de agua y hielo y una temperatura de 212 °F para el agua hirviendo.