1. TEMPERATURA el termómetro de mercurio en 1714. La escala de
temperatura Fahrenheit fue desarrollada en 1724.
La temperatura es una medida del calor o energía térmica de Originalmente, Fahrenheit estableció una escala en la que la
las partículas en una sustancia. Como lo que medimos es su temperatura de una mezcla de hielo-agua-sal estaba fijada a 0
movimiento medio, la temperatura no depende del número grados. La temperatura de una mezcla de hielo-agua (sin sal)
de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su estaba fijada a 30 grados y la temperatura del cuerpo
tamaño. Por ejemplo, la temperatura de un cazo de agua humano a 96 grados. Usando esta escala, Fahrenheit midió la
hirviendo es la misma que la temperatura de una olla de agua temperatura del agua hirviendo a 212°F en su propia escala.
hirviendo, a pesar de que la olla sea mucho más grande y Más tarde, Fahrenheit ajustó el punto de congelamiento del
tenga millones y millones de moléculas de agua más que el agua hirviendo de 30°F a 32°F, haciendo que el intervalo
cazo. entre el punto de ebullición y el de congelamiento del agua
fuera de 180 grados (y haciendo que la temperatura del
Medir la temperatura es relativamente un concepto nuevo. cuerpo fuese la familiar de 98.6°F). Hoy en día, la escala
Los primeros científicos entendían la diferencia entre 'frío' y Fahrenheit sigue siendo comúnmente usada en Estados
'caliente', pero no tenían un método para cuantificar los Unidos.
diferentes grados de calor hasta el siglo XVII. En 1597, el
astrónomo Italiano Galileo Galilei inventó un simple Celsius :Anders Celsius (1701-1744) fue un astrónomo suizo
termoscopio de agua, un artificio que consiste en un largo que inventó la escala centígrada en 1742. Celsius escogió el
tubo de cristal invertido en una jarra sellada que contenía punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua
agua y aire. Cuando la jarra era calentada, el aire se expandía como sus dos temperaturas de referencia para dar con un
y empujaba hacia arriba el líquido en el tubo. El nivel del agua método simple y consistente de un termómetro de
en el tubo podía ser comparado a diferentes temperaturas calibración. Celsius dividió la diferencia en la temperatura
para mostrar los cambios relativos cuando se añadía o se entre el punto de congelamiento y de ebullición del agua en
retiraba calor, pero el termoscopio no permitía cuantificar la 100 grados (de ahí el nombre centi, que quiere decir cien, y
temperatura fácilmente. grado). Después de la muerte de Celsius, la escala centigrada
fue llamanda escala Celsius y el punto de congelamiento del
Varios años después, el físico e inventor Italiano agua se fijo en 0°C y el punto de ebullición del agua en 100°C.
SantorioSantorio mejoró el diseño de Galileo añadiendo una La escala Celsius toma precedencia sobre la escala Fahrenheit
escala numérica al termoscopio. Estos primeros termoscopios en la investigación científica porque es más compatible con el
dieron paso al desarrollo de los termómetros llenos de líquido formato basado en los decimales del Sistema Internacional
comúnmente usados hoy en día. Los termometros modernos (SI) del sistema métrico. Además, la escala de temperatura
funcionan sobre la base de la tendencia de algunos líquidos a Celsius es comúnmente usada en la mayoría de paises en el
expandirse cuándo se calientan. Cuando el fluido dentro del mundo, aparte de Estados Unidos.
termómetro absorbe calor, se expande, ocupando un
volumen mayor y forzando la subida del nivel del fluido Kelvin :La tercera escala para medir la temperatura es
dentro del tubo. Cuando el fluido se enfría, se contrae, comúnmente llamada Kelvin (K). Lord William Kelvin (1824-
ocupando un volumen menor y causando la caída del nivel 1907) fue un físico Escosés que inventó la escala en 1854. La
del fluido. escala Kelvin está basada en la idea del cero absoluto, la
temperatura teóretica en la que todo el movimiento
La temperatura es la medida de la cantidad de energía de un molecular se para y no se puede detectar ninguna energía
objeto (Ver la lección sobre Energía para saber más sobre (ver la Lección de Movimiento). En teoría, el punto cero de la
este concepto). Ya que la temperatura es una medida escala Kelvin es la temperatura más baja que existe en el
relativa, las escalas que se basan en puntos de referencia universo: -273.15ºC. La escala Kelvin usa la misma unidad de
deben ser usadas para medir la temperatura con precisión. división que la escala Celsius. Sin embargo vuelve a colocar el
Hay tres escalas comúnmente usadas actualmente para medir punto zero en el cero absoluto: -273.15ºC. Es así que el punto
la temperatura: la escala Fahrenheit (°F), la escala Celsius (°C), de congelamiento del agua es 273.15 Kelvins (las
y la escala Kelvin (K). Cada una de estas escalas usa una serie graduaciones son llamadas Kelvins en la escala y no usa ni el
de divisiones basadas en diferentes puntos de referencia tal término grado ni el símbolo º) y 373.15 K es el punto de
como se describe enseguida. ebullición del agua. La escala Kelvin, como la escala Celsius, es
una unidad de medida estandard del SI, usada comúnmente
Fahrenheit:Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) fue un
en las medidas científicas. Puesto que no hay números
físico alemán que inventó el termómetro de alcohol en 1709 y

2. negativos en la escala Kelvin (porque teoricamente nada
puede ser más frío que el cero absoluto), es muy conveniente TERMOPARES:( Termocuplas)Un termopar es un dispositivo
usar la escala Kelvin en la investigación científica cuando se capaz de convertir la energía calorífica en energía eléctrica su
mide temperatura extremadamente baja. funcionamiento se basa en los descubrimientos hechos por
Seebeck en 1821 cuando hizo circular corriente eléctrica en
CONVERSION un circuito, formado por dos metales diferentes cuyas
uniones se mantienen a diferentes temperaturas, esta
circulación de corriente obedece a dos efectos
termoeléctricos combinados, el efecto Peltier que provoca la
liberación o absorción de calor en la unión de dos metales
diferentes cuando una corriente circula a través de la unión y
el efecto Thompson que consiste en la liberación o absorción
de calor cuando una corriente circula a través de un metal
homogéneo en el que existe un gradiente de temperaturas.
MEDICION DE TEMPERATURA
APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS TERMOPARES:Los
TIPOS DE INSTRUMENTOS termopares actualmente tienen grandes e importantes
aplicaciones industriales ya que casi todos lo procesos en la
TERMOMETRO DE VIDRIO
industria requieren un estricto control de la temperatura y el
TERMOMETRO BIMETALICO
TERMOMETRO DE BULBO
uso de termopares ayuda a la automatización del control de
TERMORESISTENCIA la temperatura ya que se pueden implementar programas
TERMOPAR que ejecuten acciones especificas dependiendo de la
TERMISTORES temperatura que se tenga en un momento dado del proceso
PIROMETROS ( OPTICOS, FOTOELECTRICO Y INFRAROJO) industrial. Pero el asunto radica en distinguir como va a
efectuarse el contacto del termopar con la variable a medir es
TERMOMETRO DE VIDRIO: Se basan en la propiedad que tienen decir ciertos procesos industriales generan reacciones
los líquidos en dilatarse al aumentar la temperatura. Consiste químicas radioactivas o excesivamente caloríficas o en
un deposito de vidrio, donde se almacena mercurio, pentano ocasiones peligrosas para los humanos en estas
o alcohol el cual esta unido a un capilar de vidrio.MERCURIO, circunstancias el control debe ser a distancia y se deben de
ALCOHOL (-110 ºc a) , PENTANO (-200ºc a ), TULUENO. implementar extensiones que requieren un cuidado excesivo.
TERMOMETRO BIMETALICO:Se basan en el distinto coeficiente TIPOS DE TERMOPARES
de dilatación de dos metales
diferentes, tales como latón,
monel o acero. Un
termómetro Bimetálico
contiene pocas partes
móviles, solo la aguja
indicadora sujeta al extremo libre de la espiral o de la hélice y
el propio elemento Bimetálico. No hay engranajes que exija
un mantenimiento. La precisión es de ±1% y su campo de
medida es de –200 a 500 ºC.
TERMOMETRO DE BULBO:Consisteen
esencialmente en un bulbo conectado
por un capilar a una espiral. Cuando la
temperatura del bulbo cambia, el gas o
Los termopares J, K, N y T se denominan termopares de
el líquido en el bulbo se expanden y la
metales baseporque están hechos de metales comunes.
espiral tiende a desenrollarse moviendo
Eltermopar tipo J es apropiado paraatmósferas inertes o
la aguja sobre la escala para indicar la
reductoras. Las atmósferas oxidantes disminuyen la vida
elevación de la temperatura del bulbo.
útildebido a la presencia de hierro en el termopar que,

3. además, se oxida muyrápidamente por encima de 538ºC. No mejorar el error de lectura y minimizar el ruido presente en el
es adecuado para bajas temperaturas(por debajo de 0ºC). El medio ambiente. Son muy conocidas por su excelente
tipo K es muy utilizado por encima de 538ºC debido a estabilidad y precisión. La mas usada es hecha de Platino y
laslimitaciones del termopar de tipo J. El cromo tiende a tiene una resistencia de 100 Ω.
oxidarse ante la presenciade oxígeno lo que puede llevar a
importantes derivas en el margen de 816 a1038ºC. El tipo N MODELO MATEMATICO
se utiliza en aplicaciones donde el termopar de tipo K TERMISTORES :Los Termistores son resistores térmicamente
tieneproblemas de oxidación. El tipo T es adecuado para sensibles, existen dos tipos de termistores según la variación
atmósferas oxidantes,inertes y reductoras.Los termopares R, de la resistencia/coeficiente de temperatura, pueden ser
S y B se conocen como termopares de metales noblesporque negativos (NTC) o positivos (PTC).Son fabricados a partir de
están hechos de platino y rodio. Se utilizan cuando las los óxidos de metales de transición (manganeso, cobalto,
temperaturas amedir son muy elevadas y exceden los cobre y níquel). Lostermistores NTC son semiconductores
márgenes que se pueden alcanzar conlos metales base o dependientes de la temperatura. Operan en un rango de -
cuando hay problemas de oxidación o de corrosión. 200º C a + 1000° C. Un termistor NTC debe elegirse cuando es
necesario un cambio continuo de la resistencia en una amplia
gama de temperaturas. Ofrecen estabilidad mecánica,
Termopar motores diesel térmica y eléctrica, junto con un alto grado de
antivibraciones: Se emplean sensibilidad.Un termistor PTC es un resistor que depende de
para la medida de temperatura la temperatura, son fabricación de titanato de bario y deben
de agua de refrigeración o de los elegirse cuando se requiere un cambio drástico en la
gases de escape de motores resistencia a una temperatura específica o nivel de corriente.
diesel.Rectos y acodados. Tipo de Los termistores PTCspuede operar en los siguientes modos:
termopar”K” Temp. máx.1150ºC.
Funda de protección AISI – 316.  Sensores de temperatura, en temperaturas que oscilan
entre 60° C a 180° C, por ejemplo, para protección de los
bobinados de motores eléctricos y transformadores.
 Fusible de estado sólido de protección contra el exceso
Termopar encamisado de corriente, que van desde mA a varios A (25° C
flexible: ambiente) a niveles de tensión continua superior a 600V,
por ejemplo, fuentes de alimentación para una amplia
Termopar de gran duración gama de equipos eléctricos.
debido a su aislamiento  Sensor de nivel de líquidos.
mineral el cual evita el
contacto con el aire. MODELO MATEMATICO
TERMORESISTENCIA(RTD = Dispositivo TermoResistivo):
Es una resistencia de 3 ó 4
cables según sea el caso para
Para las NTC, en un margen de temperatura reducido (50ºC),
la dependenciaentre RT y T se puede considerar de tipo
exponencial de la forma:RT=R0exp {B(1/T-1/T0)}donde R0 es
la resistencia a una temperatura de referencia (generalmente
25ºC),y T0 es dicha temperatura expresada en kelvins. El

4. parámetro B es ladenominada temperatura característica del mayor problema (hasta unos 30 metros) utilizando cable
material, y tiene valores de 2000 K a5000 K, pero varía con la decobre convencional para hacer la extensión.
temperatura, aumentando al aumentar esta.
CONEXIÓN DE LA PT100 :Existen 3 modos de conexión para
El valor deB se puede encontrar midiendo la resistencia del las Pt100, cada uno de ellosrequiere un instrumento lector
termistor a dos temperaturasconocidas T1 y T2.El error distinto.El objetivo es determinar exactamente la resistencia
cometido al emplear el modelo anterior, en el margen de 0 a eléctricaR(t) delelemento sensor de platino sin que influya en
50ºC, esdel orden de ±0,3ºC. Un modelo alternativo es la la lectura la resistenciade los cables Rc.
ecuación empiríca de Steinharty Hart, RT = exp {A+B/T+C/T3}
o de forma equivalente:1/T = a + blnRT + c(lnRT)3con la que El modo más sencillo de conexión (pero menos
se logran errores de sólo ±0,01ºC en un margen de 100ºC. recomendado) escon solo dos cables.En este caso las
resistencias de los cables Rc1 y Rc2 que unen laPt100 al
PT100: Es un sensor de temperatura. Consiste en un alambre instrumento se suman generando un error inevitable.El lector
deplatino que a 0 °C tiene 100 ohms y que al aumentar la medirá el total R(t)+Rc1+Rc2 en vez de R(t).Lo único que se
temperaturaaumenta su resistencia eléctrica.El incremento puede hacer es usar cable lo más grueso posiblepara
de la resistencia no es lineal pero si creciente ycaracterístico disminuir la resistencia de Rc1 y Rc2 y así disminuir el erroren
del platino de tal forma que mediante tablas es la lectura.
posibleencontrar la temperatura exacta a la que corresponde.
Por ejemplo si la temperatura es 90°C, entonces R(t) = 134.7
ohms,pero si el cable Rc1 tiene 1.3 ohms y el Rc2 tiene 1.2
ohmsentonces la resistencia medida será 134.7+1.3+1.2 =
137.2 ohms yla lectura del instrumento será 96 °C.Un cable
común razonablemente grueso sería uno de
diámetroequivalente a 18 AWG. La resistencia de este cable
es 0.0193 ohmspor metro.Por ejemplo si se usa este cable
Un Pt100 es un tipo particular de RTD (Dispositivo para medir una resistencia a 15metros de distancia, la
TermoResistivo)Normalmente las Pt100 industriales se resistencia total de los cables será15*2*0.0193 = 0.579 ohms
consiguen encapsuladas en lamisma forma que las lo que inducirá un error de 1.5°C en lalectura.
termocuplas, es decir dentro de un tubo deacero inoxidable ú
otro material (vaina) , en un extremo está elelemento El modo de conexión de 3 hilos es el más común y
sensible (alambre de platino) y en el otro está el resuelvebastante bién el problema de error generado por los
terminaleléctrico de los cables protegido dentro de una caja cables.
redonda dealuminio ( cabezal ).
VENTAJAS DE LA PT100:Por otra parte los Pt100 siendo
levemente más costosos ymecánicamente no tan rígidos
como las termocuplas, las superanespecialmente en
aplicaciones de bajas temperaturas. (-100 a 200 °).Pueden
fácilmente entregar precisiones de una décima degrado con
la ventaja que la Pt100 no se descompone gradualmente El único requisito es que los tres cables tengan la misma
entregando lecturas erróneas, si no que normalmente se resistenciaeléctrica pues el sistema de medición se basa (casi
abre, con locual el dispositivo medidor detecta siempre) en el"puente de Wheatstone". Por supuesto el
inmediatamente la falla del sensory da aviso.Este lector de temperatura debeser para este tipo de conexión.En
comportamiento es una gran ventaja en usos como el caso particular de los instrumentos ARIAN, se hace pasar
cámarasfrigoríficas donde una desviación no detectada de la unacorriente conocida a través de los cables azul y verde con
temperaturapodría producir algún daño grave.Además la lo cual elinstrumento mide 2Rc. Luego mide la resistencia por
Pt100 puede ser colocada a cierta distancia del medidorsin los cables café y azul para finalmente restarle 2Rc al valor
medido y obtener R(t).

5. PIRÓMETROS DE RADIACIÓN: Los pirómetros de radiación se
El método de 4 hilos es el más preciso de todos, los 4 emplean para medir temperaturas mayores de 550°C hasta
cablespueden ser distintos (distinta resistencia) pero el un poco más de 1600°C captando toda o gran parte de la
instrumento lectores más costoso. radiación emitida pro el cuerpo a analizar. Este tipo de
pirómetros se fundamenta en la ley de Stefan−Boltzmann,
que dice que la intensidad de energía radiante emitida por la
superficie de un cuerpo negro aumenta proporcionalmente a
la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo, es
decir, W = KT4, donde:
 W (potencia emitida)= Flujo radiante por unidad de área.
 K =Constante de Stefan − Boltzman (cuyo valor es 5.67
10−8 W / m2 K4).
Por los cables 1 y 4 se hace circular una corriente I conocida  T =Temperatura en Kelvin
através de R(t) provocando una diferencia de potencial V en
losextremos de R(t).Los cables 2 y 4 están conectados a la CALIBRACIÓN DE INSTRUMENTOS DE TEMPERATURA
entrada de un voltímetro dealta impedancia luego por estos Para la calibración de instrumentos de temperatura se
cables no circula corriente y por lotanto la caída de potencial emplean baños de temperatura (calibradores de bloque
en los cables Rc2 y Rc3 será cero(dV=Ic*Rc=0*Rc=0) y el metálico, de baño de arena y de baño de líquido), hornos y
voltímetro medirá exactamente el voltaje Ven los extremos comprobadores potenciométricos.
del elemento R(t).Finalmente el instrumento obtiene R(t) al
dividir V medido entre lacorriente I conocida. CALIBRADOR DE BLOQUE METÁLICO: consiste en un bloque
metálico calentado por resistencias con un controlador de
PIROMETROS OPTICOS: Un pirómetro óptico es un temperatura de precisión (± 2ºC) adecuado para aplicaciones
instrumento utilizado para medir la temperatura de un de alta temperatura (-25 a 1200ºC). El control de temperatura
cuerpo. Funciona comparando el brillo de la luz emitida por la se realiza con aire comprimido, lo que permite reducir la
fuente de calor con la de una fuente estándar.El pirómetro temperatura desde 1200º C a la ambiente en unos 10-15
consta de dos partes: un telescopio y una caja de control. El minutos. En el calibrador hay orificios de inserción para
telescopio contiene un filtro para color rojo y una lámpara introducir un termopar patrón y la sonda de temperatura a
con un filamento calibrado, sobre el cual la lente del objetivo comprobar. Pueden programarse las temperaturas y la
enfoca una imagen del cuerpo cuya temperatura se va a pendiente de subida o bajada y comunicarse a un ordenador.
medir. También contiene un interruptor para cerrar el circuito
eléctrico de la lámpara y una pantalla de absorción para CALIBRADOR DE BAÑO DE ARENA:consiste en un depósito de
cambiar el intervalo del pirómetro.Estetipo de pirómetro arena muy fina que contiene tubos de inserción para la sonda
óptico mide una temperatura que alcanza los 2.400 ºF, pero de resistencia o el termopar patrón y para las sondas de
existen otros más complejos que pueden alcanzar los 10.000 temperatura a comprobar. La arena caliente es mantenida en
ºF (5.538 ºC) o más.Tambien existe otro tipo de pirómetro, suspensión por medio de una corriente de aire, asegurando
llamado termoeléctrico, que funciona de forma satisfactoria así la distribución uniforme de temperaturas a lo largo de los
hasta los 3.000 ºF (1.649 ºC). tubos de inserción.
PIROMETROS INFRARROJOS: Los pirómetros infrarrojos están CALIBRADOR DE BAÑO DE LÍQUIDO: consiste en un tanque
especialmente indicados para de acero inoxidable lleno de líquido, con un agitador
aplicaciones en las que no se pueden incorporado, un termómetro patrón sumergido y un
utilizar los sensores convencionales. controlador de temperatura que actúa sobre un juego de
Este es el caso de objetos en resistencias calefactoras y sobre un refrigerador mecánico
movimiento o lugares de medición dotado de una bobina de refrigeración. En algunos modelos
donde se requiere una medición sin no existe el refrigerador.El agitador mueve totalmente el
contacto debido a posibles líquido, disminuye los gradientes de temperatura en el seno
contaminaciones u otras influencias del líquido y facilita una transferencia rápida de calor; el
negativas. termómetro patrón es de tipo laboratorio, con una gran
precisión; el controlador de temperatura puede ser todo-
nada, proporcional o proporcional más integral.

6. FLUIDOS EMPLEADOS PARA LOS BAÑOS
HORNOS DE TEMPERATURA:son hornos de mufla calentados
por resistencias eléctricas y con tomas adecuadas para
introducir los elementos primarios (termopar...) del
instrumento a comprobar.Si bien estos hornos son de
temperatura controlada disponiendo de indicador-
controlador, un termopar de precisión y de un juego de
resistencias de calentamiento, una calibración muy precisa se
conseguirá disponiendo en el interior del horno crisoles con
sales específicas que funden a temperaturas determinadas.