Instrumentos de medicin: TEMPERATURA

Integrantes: MARTINEZ, Emilec

QUINTERO, Jorge RICCI, Fiorella

Ciudad Guayana, Marzo de 2015

Repblica Bolivariana de Venezuela Universidad Nororiental Privada Gran Mariscal de Ayacucho Ncleo Ciudad Guayana Facultad de Ingeniera Ctedra: Evaluacin Tcnica de Fallas

INTRODUCCION

Todos los instrumentos de medicin de temperatura cualquiera que fuse su naturaleza dan la misma

lectura en cero por ciento (0%) y 100%, si se calibra adecuadamente, pero en otros puntos

generalmente la lectura no corresponder porque las propiedades de expansin de los lquidos varan,

en este caso se hace una eleccin arbitraria y, para muchos fines ser totalmente satisfactoria, sin

embargo es posible definir una escala de temperatura de un gas ideal como base suprema de todo

trabajo cientfico.

La medida de temperatura constituye una de las medidas ms comunes y ms importantes que se

efectan en los procesos industriales. Las limitaciones del sistema de medida quedan definidas en cada

tipo de aplicacin por la precisin, por la velocidad de captacin de la temperatura, por la distancia

entre el elemento de medida y el aparato receptor y por el tipo de instrumento indicador, registrados o

controlador necesarios: es importante sealar que es esencial una compresin clara de los distintos

mtodos de medida con sus ventajas y desventajas propias para lograr una seleccin optima del sistema

e instrumentos adecuado.

DESARROLLO

Instrumento de medicin

Un instrumento de medicin es un aparato que se usa para comparar magnitudes fsicas mediante un

proceso de medicin. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos

como estndares o patrones y de la medicin resulta un nmero que es la relacin entre el objeto de

estudio y la unidad de referencia.

Caractersticas principales

Las caractersticas importantes de un instrumento de medida son:

Precisin: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones

diferentes realizadas en las mismas condiciones.

Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud

real.

Apreciacin: es la medida ms pequea que es perceptible en un instrumento de medida.

Sensibilidad: es la relacin de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real.

Tipos

Se utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo mediciones de las diferentes

magnitudes fsicas que existen. Desde objetos sencillos como reglas y cronmetros hasta los

microscopios electrnicos y aceleradores de partculas. A continuacin se indican algunos instrumentos

de medicin en funcin de la magnitud que miden:

Para medir masa: balanza bscula espectrmetro de masa catarmetro

Para medir presin:

barmetro manmetro tubo de Pitot

Para medir volmenes:

Pipeta Probeta Bureta Matraz aforado

Para medir longitud: Cinta mtrica Regla graduada Calibre vernier micrmetro reloj comparador interfermetro odmetro

Para medir ngulos:

gonimetro sextante transportador

Temperatura

La temperatura es una magnitud fsica que refleja la cantidad de calor o energa trmica de las

partculas, ya sea de un cuerpo, de un objeto, de una sustancia o del ambiente. Dicha magnitud est

vinculada a la nocin de fro (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura) que puede ser

medida con un termmetro. En fsica, se define como una magnitud escalar relacionada con la energa

interna de un sistema termodinmico, definida por el principio cero de la termodinmica.

Multitud de propiedades fisicoqumicas de los materiales o las sustancias varan en funcin de la

temperatura a la que se encuentren, como por ejemplo su estado (slido, lquido, gaseoso, plasma), su

volumen, la solubilidad, la presin de vapor, su color o la conductividad elctrica. As mismo es uno de

los factores que influyen en la velocidad a la que tienen lugar las reacciones qumicas.

Escalas de Temperatura

En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin (K), y la escala

correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor cero kelvin (0 K) al cero

absoluto, y se grada con un tamao de grado igual al del grado Celsius. Sin embargo, fuera del mbito

cientfico el uso de otras escalas de temperatura es comn. La escala ms extendida es la escala Celsius,

llamada centgrada; y, en mucha menor medida, y prcticamente solo en los Estados Unidos, la escala

Fahrenheit. Tambin se usa a veces la escala Rankine (R) que establece su punto de referencia en el

mismo punto de la escala Kelvin, el cero absoluto, pero con un tamao de grado igual al de la

Fahrenheit, y es usada nicamente en Estados Unidos, y solo en algunos campos de la ingeniera.

Tipos y usos de los Instrumentos de medicin

La temperatura se mide con termmetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud

de escalas que dan lugar a unidades de medicin de la temperatura. Actualmente existe un amplio

abanico de termmetros basados en diferentes tecnologas, termmetros de mercurio, de lmina

bimetlica, infrarrojos, de presin, digitales, etc., los ms comunes son:

Termmetro de mercurio: Es un tubo de vidrio sellado que contiene mercurio, cuyo volumen

cambia con la temperatura de manera uniforme. Este cambio de volumen se aprecia en una

escala graduada.

Termmetro de gas: Pueden ser a presin constante o a volumen constante. Este tiempo de

termmetros son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibracin de otros

termmetros.

Termmetro de mxima y mnima: Sirve para medir las temperaturas extremas alcanzadas entre

dos lecturas. Consiste en un tubo de vidrio, delgado y en forma de U, con una pequea cantidad

de mercurio. En uno de sus extremos hay un depsito lleno de alcohol y, en el otro, un depsito

lleno slo parcialmente. Al aumentar la temperatura, el mercurio se dirige al depsito medio

lleno y, al disminuir la temperatura, se dirige hacia el otro extremo.

Termmetro metlico: Este instrumento, tambin llamado de resistencia de platino, fue

inventado en 1800. Es de gran precisin y se puede usar entre amplios lmites de temperatura.

Pirmetro: Instrumento para medir temperaturas extraordinariamente elevadas, como la de la

lava de un volcn o la del interior de un horno de fundicin. Contiene un filamento que es

calentado por una corriente elctrica, hasta que se pone al rojo vivo, y la temperatura se

determina midiendo la corriente elctrica. Existen varios tipos segn su principio de

funcionamiento:

o Pirmetro ptico: Se basan en la ley de Wien de distribucin de la radiacin trmica, segn la

cual, el color de la radiacin vara con la temperatura. El color de la radiacin de la superficie

a medir se compara con el color emitido por un filamento que se ajusta con un reostato

calibrado. Se utilizan para medir temperaturas elevadas, desde 700 C hasta 3.200 C, a las

cuales se irradia suficiente energa en el espectro visible para permitir la medicin ptica.

o Pirmetro de radiacin total: Se fundamentan en la ley de Stefan-Boltzmann, segn la cual, la

intensidad de energa emitida por un cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de su

temperatura absoluta.

o Pirmetro de infrarrojos: Captan la radiacin infrarroja, filtrada por una lente, mediante un

sensor fotoresistivo, dando lugar a una corriente elctrica de la cual un circuito electrnico

calcula la temperatura a partir de la cual un circuito electrnico calcula la temperatura.

Pueden medir desde temperaturas inferiores a 0 C hasta valores superiores a 2.000 C.

o Pirmetro fotoelctrico: Se basan en el efecto fotoelctrico, por el cual se liberan electrones

de semiconductores cristalinos cuando incide sobre ellos la radiacin trmica.

Termo hidrgrafo: Aparato para medir la humedad del ambiente. Est compuesto por un

termmetro de mxima y mnima, y un depsito de agua destilada, que, mientras se evapora, el

termmetro va registrando su temperatura.

Termopar: Un termopar o termocupla es un dispositivo utilizado para medir temperaturas

basado en la fuerza electromotriz (fem) que se genera al calentar la soldadura de dos metales

distintos.

Termmetros clnicos: Son los utilizados para medir la temperatura corporal. Los hay

tradicionales de mercurio y digitales, teniendo estos ltimos algunas ventajas adicionales como

su fcil lectura, respuesta rpida, memoria y en algunos modelos alarma vibrante.

Aplicaciones

En los procesos de fabricacin, la temperatura del producto y del proceso es un indicador fsico

importante que garantiza un alto nivel de calidad en la lnea de produccin. Los instrumentos antes

mencionados se utilizan para la medicin de la temperatura en varios campos, tales como: la industria

del plstico, la industria alimentaria, la industria solar, como tambin en el rea de la salud y la industria

farmacutica, entre otros.

o Medicin de la Temperatura en la Industria Automotriz: La industria automotriz abarca varios

procesos de fabricacin en los cuales son procesados diferentes materiales. Los procesos

pueden ser monitoreados y optimizados por termmetros y cmaras infrarrojas para asegurar

una excelente calidad de los productos. Ejemplos: control de elementos dentro de las

estaciones de prueba; laminacin de interiores de automviles: anlisis de fallas en vehculos

o Medicin de la Temperatura en la Industria del Plstico: El proceso de produccin de productos

de plstico es tan verstil como el propio plstico. Mencionaremos solamente los procesos ms

comunes, debido a que existen demandas diferentes en la medicin de temperatura. Ejemplos:

Termoformado de lmina, acabado de superficies con realce, produccin de botellas de PET

o Medicin de la Temperatura en Ciencias de la Salud: Existen diferentes procesos en el rea

mdica que pueden ser monitoreados y optimizados a travs de la medicin de temperatura.

Dichos instrumentos son utilizados por fabricantes de productos mdicos, as como

profesionales de la salud para diagnsticos rpidos y precisos. Ejemplos: monitoreo en

criogenia, fabricacin de jeringas de vidrio, fabricacin de productos dentales

o Medicin de la Temperatura en la Industria de energa solar y de semiconductores: Un proceso

de control continuo y optimizado es de gran importancia en la industria de los semiconductores.

Esto puede llevarse a cabo a travs del control de temperaturas mediante un termmetro

infrarrojo o el aseguramiento de la calidad del producto por medio de una cmara infrarroja.

Ejemplos: cadena de soldadura de mdulos solares, control de calidad de mdulos solares,

estaciones de prueba de placas conductoras

o Medicin de la Temperatura en la Industria Metlica: Los medidores de temperatura sin

contacto son una parte muy importante en la produccin y procesamiento del metal. A travs

del uso de dispositivos de medicin, se puede lograr una alta calidad de los productos, as como

una reduccin de los costos del proceso a travs de la optimizacin del mismo. Ejemplos: temple

y revenido por induccin, proceso de contraccin, medicin de la temperatura de fundicin.

o Medicin de la Temperatura en la Industria del Vidrio: Especialmente la industria del vidrio

depende del control de la temperatura, debido al complejo uso de energa en su produccin.

Monitoreando la temperatura de los productos y dispositivos, se puede asegurar la ms alta

calidad y ser ms competitivos y confiables en el mercado. Ejemplos: control de los hornos de

fundicin de vidrio, produccin de contenedores de vidrio, fabricacin de vidrio plano.

o Medicin de la Temperatura en la Industria de pulpa / papel / textil: Los procesos de secado son

una parte importante en diferentes etapas del proceso dentro de esta rama.

Los instrumentos de medicin de temperatura deben ser instalados en diferentes estaciones

para asegurar un proceso exitoso. El monitoreo de la temperatura es tambin importante

durante los sucesivos procesos. Ejemplos: secado de textiles, secado por microondas del papel,

impresin offset del papel

o Medicin de la Temperatura en procesos lser: Durante los procesos de soldadura y corte con

lser, debe observarse muy de cerca la expansin trmica del producto, la cual es especfica

para el material y depende de la temperatura. Con la ayuda de pequeos y rpidos sensores de

temperatura, se puede medir muy de cerca el proceso de corte y soldadura, lo que permite

corregirlo, si es necesario. Ejemplos: soldadura con lser, corte con lser

o Medicin de la Temperatura en Mantenimiento: El mantenimiento preventivo es cada vez ms

importante. En la inspeccin de las instalaciones elctricas, mecnicas o de aire acondicionado,

los termmetros infrarrojos y las cmaras termogrficas ayudan a detectar fallas y defectos.

As, se pueden evitar costosos paros de operacin. Ejemplos: mantenimiento elctrico y

mecnico, monitoreo permanente con termmetros infrarrojos fijos.

Normas

Existen distintas normas y patrones respecto a la temperatura, segn distintos pases: ANSI (USA), DIN

(Alemania), JIS (Japn), UNI (Italia), etc.

En la actualidad existen esfuerzos para unificar estas normas, por ejemplo la Comisin Electrotcnica

Internacional (IEC) est desarrollando trabajo, no solo para obtener normas ms completas y

perfeccionadas, sino tambin para proveer los medios necesarios para la internacionalizacin del

mercado de instrumentacin.

CONCLUSIONES

La temperatura cuantifica el calor de una sustancia homognea, y por lo tanto es una unidad de medida

para la energa cintica media de sus molculas.

Para que dos objetos adapten la misma temperatura se requiere un estrecho contacto trmico

(nivelacin de temperatura).

El objeto a medir debe vincularse al mximo con el sistema de sensor de temperatura.

Los mtodos ms habituales de medida de temperatura estn basados en variaciones de las

propiedades de la sustancia u objetos merced a cambios de temperatura.

BIBLIOGRAFIA

CREUS, Antonio; Instrumentacin industrial; Ediciones tcnicas Marcombo; 8va Ed.

http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://www.ejemplode.com/37-fisica/2595-instrumentos_para_medir_la_temperatura.html

http://www.optris.es/aplicaciones