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Termopar

¿Qué es un sensor termopar?

Un termopar es un sensor para medir la temperatura. Se compone de dos metales diferentes, unidos en un extremo. Cuando la unión de los dos metales se calienta o enfría, se produce una tensión que es proporcional a la temperatura. Las aleaciones de termopar están comúnmente disponibles como alambre.
Sondas termopar industriales

Más información sobre termopares

¿Qué tipos de termopares hay?


Los termopares están disponibles en diferentes combinaciones de metales o calibraciones para adaptarse a diferentes aplicaciones. Los tres más comunes son las calibraciones tipo J, K y T, de los cuales el termopar tipo K es el más popular debido a su amplio rango de temperaturas y bajo costo.


El termopar tipo K tiene un conductor positivo de níquel-cromo y un conductor negativo de níquel-aluminio. Existen calibraciones tipo R, S, B, G, C y D para alta temperatura que ofrecen un rendimiento de hasta 2320 ° C. Estos están hechos de metales preciosos (platino / rodio y tungsteno / renio) y por lo tanto son relativamente caros.


Cada calibración tiene un rango de temperatura y un entorno de trabajo diferente. Aunque la calibración del termopar dicta la gama de temperaturas, el alcance máximo también está limitado por el diámetro del cable del termopar. Es decir, puede ser que un termopar muy delgado no logre alcanzar el rango de temperatura deseado.


Nuestra Guía de temperaturas máximas para termopares muestra las temperaturas máximas para cada tipo de termopar y diámetro de alambre. Esta guía también proporciona los límites superiores de temperatura para sondas de termopar con aislamiento mineral en diámetros comunes de vaina.


¿Cómo elegir un tipo de termopar?


Sonda termopar de unión de transición Debido a que los termopares miden en rangos de temperatura muy amplios y son relativamente resistentes, los termopares se utilizan muy a menudo en la industria. Los siguientes criterios son utilizados en la selección de un termopar:
  • Rango de temperatura

  • La resistencia química del termopar o material de vaina

  • Resistencia de abrasión y vibración

  • Requisitos de instalación (es posible que tengan que ser compatibles con equipos existentes; los agujeros existentes pueden determinar el diámetro de la sonda)



Cuadros de referencia


El termopar produce una salida de tensión que puede ser correlacionada con la temperatura que el termopar está midiendo. Los documentos en el cuadro siguiente proporcionan el voltaje termoeléctrico y la temperatura correspondiente a un tipo de termopar determinado. La mayoría de los documentos también proporcionan el intervalo de temperatura del termopar, los límites de error y las condiciones ambientales.

Haga clic en el siguiente enlace para ver el documento relacionado
° Termopar tipo K ° Termopar tipo R
° Termopar tipo T ° Termopar tipo S
° Termopar tipo J ° Termopar tipo B
° Termopar tipo N ° Termopar tipo C
° Termopar tipo E ° Tungsteno y tungsteno/renio
° Níquel-cromo c. oro-0,07 por ciento hierro atómico  
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Tipos de sondas de temperatura termopar

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Termopar con hilo de cuentas Cable termopar con cuentas
Un termopar de hilos de cuentas es la forma más simple de sonda termopar. Se compone de dos piezas de alambre termopar unidas por una soldadura. Debido a que el termopar está expuesto, hay varias limitaciones de aplicación. El termopar de hilos de cuentas no debe utilizarse con líquidos que podrían corroer u oxidar la aleación de termopar. Las superficies de metal también puede ser problemáticas. A menudo, las superficies de metal, especialmente los tubos, se utilizan para conectar a tierra los sistemas eléctricos. La conexión indirecta a un sistema eléctrico podrían afectar la medición del termopar. En general, los termopares de hilos de cuentas son una buena opción para la medición de la temperatura de un gas puesto que su tamaño pueden hacerse ser muy reducido y su tiempo de respuesta es muy rápido.
Sonda termopar Sonda termopar
Una sonda termopar consta de un alambre de termopar alojado en el interior de un tubo metálico. La pared del tubo se conoce como la vaina de la sonda. Los materiales de la vaina mas comunes incluyen acero inoxidable e Inconel. Inconel soporta una temperatura más alta que el acero inoxidable, sin embargo, se prefiere el acero inoxidable debido a su amplia compatibilidad química. Para temperaturas muy altas, están también disponibles otros materiales exóticos. Aquí puede ver nuestra línea de alta temperatura con sondas termopar exóticos.

La punta de la sonda termopar está disponible en tres estilos diferentes. Aterrizada, aislada y expuesta. Con una punta a tierra el termopar está en contacto con la pared de la vaina. La unión a tierra proporciona un tiempo de respuesta rápido, pero es más susceptible a los bucles de tierra eléctricos. En uniones sin conexión a tierra, el termopar está separado de la pared de la vaina por una capa de aislamiento. En una unión expuesta, la punta del termopar sobresale fuera de la vaina. Los termopares de unión expuesta son los más adecuados para la medición de aire.

Tipos de puntas termopar
Termopar aterrizado Termopar aislado Termopar expuesto
Termopar aterrizado Termopar aislado Termopar expuesto
Sonda termopar de superficie Sonda termopar de superficie
La medición de la temperatura de una superficie sólida es difícil para la mayoría de tipos de sensores de temperatura. A fin de asegurar una medición exacta, toda la zona de medición del sensor debe estar en contacto con la superficie. Esto es difícil cuando se trabaja con un sensor rígido y una superficie rígida. Como los termopares están fabricados con metales maleable, la unión se pueden formar plana y fina para proporcionar el máximo contacto con una superficie sólida rígida. Estos termopares son una excelente opción para la superficie medición. El termopar puede incluso ser construido en un mecanismo que gira, haciendo que sea adecuado para medir la temperatura de una superficie móvil.

Preguntas frecuentes sobre termopares

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¿Cómo saber qué tipo de conexiones debo elegir?


Las sondas termopar enfundadas están disponibles con uno de los tres tipos de conexión: conexión a tierra, aislada o expuesta (véase el gráfico abajo: "Tipos de puntas para termopar"). En la punta de una sonda de unión a tierra, los cables de termopar están físicamente unidos en el interior de la pared de la sonda de temperatura. Esto da como resultado una buena transferencia de calor desde el exterior, a través de la pared de la sonda a la unión del termopar. En una sonda aislada, la unión del termopar está separada y aislada de la pared de la sonda. El tiempo de respuesta es más lento que el estilo de tierra, pero el aislamiento proporciona un aislamiento eléctrico (véase el cuadro abajo).


Resistencia de aislamiento a temperatura ambiente
del Termopar con la unión aislada
Diámetro de vaina nominal Tensión cc mínima aplicada Resistencia de mínima aislamiento
Menos de 0,90 mm (0,03 pulg) 50V 100M Ohms
0,80-1,5mm (0,030 a 0,059 pulg) 50V 500M Ohms
Más de1,5mm (0,059 pulg) 500V 1000M Ohms


El termopar con estilo de unión expuesta, el cual sobresale de la punta de la vaina y se expone al medio ambiente circundante. Este tipo de sonda de temperatura ofrece el mejor tiempo de respuesta, pero el uso está limitado a aplicaciones secas, no corrosivas y no presurizadas.


¿Cuál es el tiempo de respuesta?


Una constante de tiempo ha sido definida como el tiempo requerido por un sensor para llegar a 63,2% de un cambio de paso de la temperatura bajo un conjunto de condiciones determinadas. Cinco constantes de tiempo son necesarias para el sensor, con la finalidad de acercarse al 100% del valor de cambio gradual. Un termopar de unión expuesta tiene el tiempo de respuesta más rápido. Además, cuanto menor sea el diámetro de la vaina, más rápida será la respuesta, pero la temperatura máxima puede ser inferior. Tenga en cuenta, sin embargo, que a veces la vaina de la sonda no puede soportar el rango de temperatura del termopar.

Material Temperatura máxima Ambiente de la aplicación
Oxidación Hidrógeno Vacío Inerte
304 SS 898°C
(1650°F)
Muy bueno Bueno Muy bueno Muy bueno
Inconel 600 1148°C
(2100°F)
Muy bueno Bueno Muy bueno Muy bueno



Rangos y tolerancias del termopar

Las especificaciones de precisión y rangos de temperatura ANSI y IEC se publican en nuestra Guía de tolerancia para termopares de los tipos más comunes.

Los códigos de color de los tipos de termopar y límites de error ( Códigos de color de los termopares )

Rango de temperatura de los termopares comunes