Reino Unido
Francia
Alemania
Países Bajos
Italia
Hungría
USA
Australia
Métodos de compensación de la unión de referencia (fría)
Contenido
Los termopares miden la diferencia de temperatura entre dos uniones - la unión de medida (caliente) y la unión de referencia (fría). Para obtener una lectura de temperatura absoluta precisa, la unión de referencia debe mantenerse a una temperatura conocida y estable (véase la Figura 5.1).
Baño de hielo como referencia (método de laboratorio)
Un método tradicional pero preciso, aún utilizado en entornos de laboratorio, consiste en sumergir las uniones de referencia en un baño de hielo en fusión. Al usar hielo puro y agua destilada, la temperatura permanece estable en 0°C ±0.001°C durante el cambio de fase.
Una configuración básica implica un matraz Dewar lleno de hielo, que es simple pero precisa.
Sin embargo, este método tiene claros inconvenientes:
- Requiere mantenimiento frecuente y reposición, lo que lo hace poco práctico para uso industrial.
- Si el hielo se derrite y las uniones permanecen en agua sin tocar el hielo, la temperatura puede derivar hacia 4°C, introduciendo errores.
- El hielo tomado directamente de un congelador puede estar más frío que 0°C y requerir tiempo para estabilizarse.
Figure 5.1: Dewar Flask with Reference Junctions
Alternativas industriales para la unión de referencia
Para superar las limitaciones de los baños de hielo, métodos modernos de compensación de unión fría se utilizan ampliamente en entornos industriales. Estos garantizan que los termopares mantengan la precisión sin intervención manual.
A. Recintos con control de temperatura
Estos recintos mantienen la unión de referencia a 0°C mediante refrigeración termoeléctrica (Peltier). Las uniones se insertan en el dispositivo y la temperatura se estabiliza activamente.
- Ofrece precisión de ±0.1°C
- Proporciona un equivalente real al punto de hielo
- Ideal para aplicaciones donde la precisión es crítica
Figure 5.2: Temperature-Controlled Enclosure
B. Compensación electrónica de unión fría
La mayoría de los instrumentos modernos (p. ej. controladores de temperatura, registradores de datos, termómetros digitales) incluyen compensación de unión fría integrada. Así funciona:
- Un sensor de temperatura (p. ej., RTD, termistor o transistor) monitoriza la temperatura del bloque de terminales.
- El instrumento genera una corrección de tensión equivalente a la diferencia respecto a 0°C.
- Añadirse electrónicamente a la señal del termopar, o
- Aplicarse digitalmente durante el procesamiento de la señal.
Esta corrección puede:
Estos sistemas suelen ofrecer precisión dentro de unos pocos °C, lo que los hace adecuados para la mayoría de aplicaciones de propósito general.
Sistemas multicanal y basados en bastidor
Para instalaciones grandes que involucren muchos termopares, los fabricantes ofrecen sistemas de unión de referencia montados en bastidor, a menudo integrados en:
- Recintos con control de temperatura (punto de hielo o de otro tipo)
- Bloques metálicos térmicamente estables (mantenidos a temperatura ambiente o a una temperatura conocida)
- Un entorno térmico uniforme
- Una temperatura de referencia monitorizada
- Compensación analógica o digital para cada señal de termopar
Cada canal del sistema proporciona:
Estos sistemas garantizan la coherencia y la precisión en redes de termopares de alta densidad.
Unidades de referencia de alta temperatura
En entornos donde las temperaturas ambiente son elevadas (p. ej., hornos industriales o compartimentos de motor), recintos especiales de unión de referencia pueden operar a temperaturas fijas más altas. La compensación sigue aplicándose mediante:
- Monitorización de la temperatura del recinto
- Aplicar una corrección adecuada para convertir las lecturas nuevamente a una 0°C como línea base de referencia
Siempre que la temperatura de referencia sea conocida con precisión, la medición del termopar puede corregirse utilizando tablas estándar de termopares.
Resumen: Elegir el método adecuado de unión fría
| Método | Exactitud | Ideal para | Notas |
|---|---|---|---|
| Baño de hielo (matraz Dewar) | ±0.001°C | Laboratorios | Alta exactitud, pero poco práctico para la industria |
| Recinto refrigerado por Peltier | ±0.1°C | Aplicaciones industriales de precisión | Confiable y estable |
| Compensación electrónica integrada | ±1–2°C | Instrumentos de uso general | Muy utilizado, bajo mantenimiento |
| Sistemas multicanal | ±0.1–2°C | Sistemas industriales de alta densidad | Ideal para gabinetes de control |
| Unidades de referencia de alta temperatura | Variable | Entornos hostiles | Requiere compensación a 0°C |
Nota: La información de esta guía se proporciona únicamente con fines informativos y educativos generales. Aunque buscamos la exactitud, todos los datos, ejemplos y recomendaciones se proporcionan “tal cual”, sin garantía de ningún tipo. Las normas, especificaciones y mejores prácticas pueden cambiar con el tiempo, así que confirme siempre los requisitos vigentes antes de usarla.
¿Necesita ayuda o tiene alguna pregunta? Estamos aquí para ayudar — no dude en ponerse en contacto con nosotros.
Lecturas recomendadas
¿Cuáles son los distintos tipos de termopar?
Explore las características y propiedades de los distintos tipos de termopar
Tablas de salida de termopares
Consulte las tablas de FEM frente a temperatura para todos los tipos de termopar.
¿Cuáles son los códigos de colores de los termopares?
Explore los códigos de colores de termopares para cables y conectores.