Thread Content
Basado en el principio de medición de temperatura mediante termopares, la compensación del extremo frío es un elemento esencial al utilizar termopares para medir temperaturas. Sin embargo, en la práctica, esta compensación suele pasarse por alto. Por lo tanto, garantizar la precisión en la compensación del extremo frío es un aspecto importante para asegurar la exactitud de las mediciones realizadas con termopares. Además, en las aplicaciones de medición rápida de temperatura, solemos prestar mucha atención al ciclo de muestreo de los instrumentos secundarios como los recolectores, pero descuidamos el tiempo de respuesta del termopar correspondiente. Elegir erróneamente el termopar puede afectar negativamente la precisión de la medición de temperatura. A continuación, ofrecemos una breve explicación sobre la compensación del extremo frío y el tiempo de respuesta de los termopares. Compensación del extremo frío La compensación del extremo frío se divide principalmente en compensación interna y compensación externa. El esquema del principio de compensación interna se muestra en la Figura 1. Figura 1: Principio de compensación interna. La compensación interna consiste en que los instrumentos secundarios, como los registradores, proporcionen una compensación para el extremo frío. Para garantizar la precisión de esta compensación, además de utilizar sensores de temperatura de alta precisión, también es muy importante lograr que las terminales estén a la misma temperatura. El registrador Yokogawa garantiza la isotermia de los terminales mediante una configuración óptima de los sensores de temperatura (transistores) y el uso de placas impresas con núcleo metálico (ver Figura 2). Aun así, cuando la temperatura del ambiente en el que se encuentran los terminales (los instrumentos de medición) experimenta cambios bruscos, esto afecta significativamente los resultados de medición del termopar. Por lo tanto, es fundamental garantizar que el ambiente en el que se encuentran los instrumentos de medición sea estable. Figura 2: Proceso de fabricación de placas impresas con núcleo metálico. El principio de compensación en el extremo frío se muestra en la Figura 3. Se puede utilizar un compensador electrónico externo de punto de congelación (ZERO-CON) para mejorar aún más la precisión de la medición de la temperatura. Tenga en cuenta que los cables que conectan el compensador externo con los instrumentos de medición son cables comunes y no cables termopar. Figura 3: Principio de compensación externa. Tiempo de respuesta del termopar. El tiempo de respuesta del termopar está determinado principalmente por el diámetro del cable del termopar y por el tipo de procesamiento en su extremo. Los tipos de extremo del termopar, como se muestra en la Figura 4, son principalmente de tipo expuesto, a tierra e aislado. Figura 4: Comparación de los tipos de terminales de los termopares. Se puede observar que los termopares aislados, que son los más utilizados, tienen un tiempo de respuesta más lento en comparación con los otros dos tipos. Sin embargo, tienen ventajas en cuanto a su resistencia a las interferencias. La relación cuantitativa entre el tipo de procesamiento en la parte frontal del termopar y el diámetro del cable, por un lado, y el tiempo de respuesta, por otro, varía según los fabricantes de sensores de temperatura; cada uno de ellos tiene sus propias especificaciones al respecto. Por ejemplo, la Figura 5 muestra la relación entre el diámetro del cable y el tiempo de respuesta de los termopares OMEGA de Estados Unidos (tipo conectado a tierra/tipo expuesto), bajo ciertas condiciones de prueba. Si se eligen termopares aislantes, la constante de tiempo de respuesta debe multiplicarse por 1,5. El tiempo de respuesta se define como el tiempo necesario para alcanzar un cambio instantáneo en la temperatura del 63,2 %. Las condiciones de prueba son temperatura ambiente, presión atmosférica y una velocidad del flujo de aire de 20 m por segundo. En las aplicaciones de medición de temperatura a alta velocidad, el tiempo de muestreo del instrumento de medición y el tiempo de respuesta del termopar deben ser compatibles entre sí. Figura 5 Relación entre el diámetro del cable del termopar OMEGA y el tiempo de respuesta