La actividad de medir la temperatura consiste en cuantificar el calor de una sustancia homogénea, y por lo tanto es una unidad de medida para la energía cinética media de sus moléculas. Para que dos objetos adapten la misma temperatura se requiere un contacto térmico al objeto. Los métodos más habituales de los medidores de temperatura están basados en variaciones de las propiedades de una sustancia inducidas por las variaciones de temperatura.
Medidor de temperatura bimetálico
Una tira compuesta por dos chapas de metal de diferentes coeficientes de dilatación (“bimetal”), laminadas entre sí en forma inseparable, se deforma a consecuencia de un cambio de temperatura. La curvatura resultante es casi proporcional al cambio de temperatura. A partir de las tiras bimetálicas se desarrollaron dos diferentes formas de sistemas de medición:
■ Muelle helicoidal
■ Muelle espiral
Mediante deformación mecánica de las tiras bimetálicas en las formas de muelle mencionadas con anterioridad, frente a un cambio de temperatura se produce un movimiento de rotación. Si un extremo del sistema de banda bimetálica está sujetado en forma firme, el otro extremo hace girar el árbol portaíndice. Los rangos de visualización van de -70 °C a +600 °C con precisiones de clase 1 y 2 según EN 13190.
Medidor de temperatura de dilatación de líquido
El registro de los valores de medición se realiza mediante el sistema de medición relleno con líquido, que se compone de sensor de temperatura, línea capilar y tubo Bourdon. Los tres sistemas forman un sistema de tubería cerrado. La presión interior de un medidor de temperatura con en este sistema varía la temperatura contactada provocando un giro del eje de la aguja unido al resorte para indicar la temperatura en la escala. La línea capilar, con longitudes entre 500 y 10.000 mm, permite mediciones también en puntos de medición remotos. Los rangos de visualización varían entre -40 a +400 °C con exactitudes de clase 1 y 2 según EN 13190.
Medidores de temperatura de dilatación de gas con o sin capilar
Termómetro de dilatación de gas
El sistema de medición de este tipo de medidor de temperatura está compuesto de bulbo, capilar y tubo elástico en la caja. Estos componentes forman una unidad. El sistema de medida completo está rellenado a presión con gas inerte. Si cambia la temperatura, cambia también la presión interior del bulbo. La presión deforma el muelle de medición, cuyo movimiento se transmite al indicador a través de un mecanismo de indicación.
Las variaciones de la temperatura ambiente son despreciables porque hay un elemento bimetálico entre el mecanismo de indicación y el muelle que sirve de compensador. El rango de visualización va de -200 a +700 °C con precisión de clase 1 según EN 13190.
Para aplicaciones de control desde un puesto de mando se aplican sondas de temperatura conectadas a controladores de temperatura para configurar los parámetros de control.
Medidores eléctricos de temperatura
Existen dos sistemas de medición de temperatura eléctrica. El sistema más utilizado son las termorresistencias que son dotados con un materal semiconductor cuya resistencia varia proporcionalmente con el valor de la temperatura. El valor de dicha resistencia se transmite a un indicador que convierte el valor de dicha resistencia en el valor de la temperatura actual correspondiente. La versión más habitual es RTD (Resistance Temperature Detector) PT100 con una resistencia de 100 ohmios a 0 ° C y 138,4 ohmios a 100 ° C.
Para aplicaciones especiales se aplican también sensores PT1000 con una resistencia de 1000 ohmios a 0 ° C. El otro sistema se aplica en los termopares (también termocupla) que consiste en dos hilos de distintos metales unidos en un extremo. La variación de temperatura produce una diferencia de potencial, proporcional a la diferencia de temperatura entre los dos extremos. El extremo del punto de medición de la temperatura es la unión caliente (o punto caliente) y el otro es el punto de referencia. Los termopares son adecuados para temperaturas muy elevadas superiores de 600 ºC. La versión más extendida es el tipo K (cromel/alumel) por su universalidad y su bajo coste.