15 Instrumentos Para Medir La Temperatura:
A lo largo de los años surgieron distintos procesos que hicieron necesario el conocimiento de la temperatura, además del deseo del hombre por tener control de dicha propiedad, surgieron los diferentes instrumentos para medir la temperatura.
Los primeros instrumentos de temperatura se aprovechan del fenómeno de dilatación que permitía expandir una sustancia contenida en dichos dispositivos en función de la temperatura.
Entre los diferentes instrumentos para medir la temperatura tenemos:
- 1) Instrumentos para medir la temperatura del cuerpo humano
- 2) Instrumentos para medir la temperatura del clima, atmósfera, aire y ambiente:
- 3) Instrumento para medir la temperatura del suelo
- 4) Instrumentos para medir la temperatura en la industria
- 5) Instrumento para medir la temperatura sin tener contacto con el objeto a medir
- 6) Instrumentos para medir la temperatura no muy usados
1) Instrumentos para medir la temperatura del cuerpo humano
A continuación se mostrarán los instrumentos más comunes para medir la temperatura del cuerpo humano:
1.1) Termómetro de mercurio
Los termómetros de mercurio como lo dice su nombre son termómetros que poseen en su cavidad interior mercurio, cuando el termómetro está expuesto a la temperatura ambiente entre 20 °C y 25 °C, la sustancia de mercurio está en su menor volumen.
Cuando la temperatura del objeto a medir es superior a la del ambiente, se produce una dilatación del mercurio que marcará en una escala que está impresa en la superficie del termómetro el valor correspondiente de temperatura.
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Cómo Evitar Un CortocircuitoSon más precisos que los termómetros de alcohol debido a que el extremo donde se encuentra el bulbo (la sustancia que se dilata), cuenta con un diseño que impide el ingreso de radiaciones emitidas por objetos que irradian calor en su entorno, lo que posibilita la medida exacta de temperatura del objeto.
1.2) Termómetro de cristal líquido
Basan su funcionamiento en la propiedad que tiene el cristal líquido para cambiar de estado en función de la temperatura.
Los cambios de estado se deben a cambios de temperatura y en cada uno de ellos hay un color específico para cada temperatura.
Están formados por una tira flexible de plástico la cual contiene cristales líquidos que muestran mayor seguridad en comparación a los termómetros de mercurio recubiertos de vidrio.
2) Instrumentos para medir la temperatura del clima, atmósfera, aire y ambiente:
A continuación presentamos diferentes instrumentos de temperatura para medir la temperatura del clima, atmósfera, aire y ambiente.
2.1) Termómetro de máximas y mínimas
El termómetro de máximas y mínimas como lo dice su nombre, sirve para obtener la temperatura máxima y mínima que se puede dar a lo largo de un día a través del aire, los mismos son utilizados en el ámbito meteorológico como uno de los instrumentos para medir las variables del clima, en este caso temperatura.
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- Construcción
Los termómetros de máximas y mínimas pueden venir en dos versiones como se indica a continuación.
- Analógico
El mismo cuenta con dos columnas las cuales están unidas en forma de “a” o “u” dependiendo de si son termómetros de alcohol o mercurio respectivamente, cada columna sirve para indicar la temperatura mínima y máxima respectivamente, que pueden ser vistas como dos termómetros para tomar estas lecturas.
La columna de la izquierda se utiliza para medir la temperatura mínima y la columna de la derecha para medir la temperatura máxima, la escala puede estar entre 0 °C y 50 °C.
Ambas poseen un índice metálico que sirve para medir las correspondientes temperaturas, la parte inferior del índice en cada columna marca en las escalas respectivas la temperatura mínima y máxima del día.
- Digital
Tienen una interfaz como pantalla digital que facilita las lecturas, ya que constan de un circuito electrónico interno que se encarga de traducir las lecturas a un formato digital.
- Funcionamiento
El instrumento se coloca en algún lugar que pueda tener contacto con el ambiente, para que pueda tomar dichas lecturas, posee una sustancia que se dilata con el aumento de temperatura, en la columna de máxima, cuando la temperatura aumenta, la sustancia interna en la columna se expande, haciendo que empuje a una pieza metálica pequeña (índice) que sirve para indicar la temperatura máxima.
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Cómo Funciona un GiroscopioEl comportamiento en la columna de mínima también ocurre de manera similar, la misma posee un índice metálico (pieza muy pequeña en el interior de la columna) para indicar dicha temperatura.
En la siguiente imagen se puede observar la operación a seguir para las lecturas de temperatura correspondiente.
Para una nueva lectura hay que regresar a los índices a su posición inicial, por lo tanto se sacude o se agita el termómetro de manera que se regresen los índices o en algunos termómetros se presiona un botón que los coloca en su posición inicial.
2.2) Termómetro de bulbo húmedo
El termómetro de bulbo húmedo se utiliza en las estaciones meteorológicas, resulta al añadirle un trozo de tela, mecha o paño con agua al bulbo de un termómetro de mercurio.
Se utiliza para medir la temperatura húmeda del aire, se rocía aire en el termómetro a través de un ventilador por ejemplo, dependiendo de la humedad en el ambiente, el agua en el paño que está en el bulbo se evapora a una medida determinada, lo cual produce una disminución de la temperatura que registra el termómetro debido a que en el proceso de evaporación libera energía hacia el ambiente.
2.3) Termógrafo
Es un termómetro que mide la temperatura del medio ambiente y la registra en forma gráfica o digital, guardando los posibles cambios en la temperatura, este es un dispositivo que no solo mide temperatura sino que también mide otras variables como presión, voltaje, luz, golpes, por lo cual también se utiliza para el control de calidad de una cadena de suministros.
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- Construcción
Se componen de un sensor el cual mide los valores de temperatura y los envía en forma de datos a unidad electrónica que sirve para transformarlos en los valores de temperatura correspondientes para su posterior gráfica, también disponen de un puerto USB por el cual se pueden extraer los datos hacia una computadora.
3) Instrumento para medir la temperatura del suelo
A continuación presentaremos el modelo principal de este tipo de termómetros:
3.1) Termómetro de tierra
Son bastante usados por jardineros y agricultores para determinar el tiempo de siembra correcto, a través de la medición de la temperatura de la tierra en campos o sembradíos, también es usado en los campos de meteorología para determinar variables del clima.
- Construcción
El mismo cuenta con una carcasa de plástico, que lo protege de vibraciones en la capa superficial de la tierra, el objetivo de esta carcasa es impedir que el termómetro se quiebre rápidamente por su delicadez interna.
Mide aproximadamente 32,5 cm y pesa 80g.
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Cómo Funciona Una Sonda de Temperatura.Este modelo cuenta con un rango de temperatura que está entre -10 °C a 110 °C.
- Funcionamiento
Se introduce en la capa superficial de la tierra hasta un nivel que indica el termómetro a través de una línea que está marcada en su cuerpo, la línea se encuentra alrededor de 12 cm, por lo que esta distancia es la que ingresa en el suelo.
Luego de estar insertado en el suelo se procede a esperar un tiempo que está entre 2 y 5 minutos, además se pueden realizar diferentes mediciones en diferentes puntos del suelo para establecer un promedio en su temperatura.
Es importante destacar que la superficie del suelo a medir debe estar libre de piedras y materiales que impidan el fácil acceso del termómetro a la tierra.
4) Instrumentos para medir la temperatura en la industria
A continuación veremos algunos termómetros utilizados en las industrias:
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10 Mejores Aplicaciones Para Medir La Temperatura Ambiente4.1) Termómetro de resistencia
Los termómetros de resistencia hacen uso de la característica que tiene una resistencia para cambiar de valor con los cambios de temperatura.
La resistencia cuenta con una curva característica la cual indica la temperatura que corresponde a cada valor de resistencia.
Debido a que estas curvas están bien definidas los valores de la temperatura se pueden determinar con una buena exactitud. Hay diferentes clases de resistencias estándar que usan este tipo de termómetros que tienen una exactitud respectiva.
La resistencia con mayor exactitud es la que tiene menor rango de temperatura, cuentan con una escala de medición entre los 200 °C y 850°C.
4.2) Termómetro de gas
Mide la temperatura a causa de los cambios de volumen que presenta el gas con los cambios de temperatura. Gracias a que los cambios en el volumen se dan a partir de cada pequeño cambio de temperatura la precisión que tiene este termómetro para medir la temperatura es buena.
Cuenta con un rango que va desde los -27 °C hasta los 1487 °C.
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Es un termómetro de gas a volumen constante, no confundir este volumen que se acaba de nombrar con el volumen del gas, porque obviamente el gas aumenta de volumen con los aumentos de temperatura y el mismo no permanece constante.
Se dice que es de volumen constante porque contiene una columna de mercurio que si es de volumen constante la cual se desplaza a una altura mayor por ser empujada por el gas que aumenta de volumen cuando aumenta su temperatura.
La columna de mercurio indica la presión del gas con la cual se puede saber la correspondiente temperatura que está midiendo.
4.3) Termómetro digital
Los termómetros digitales son aquellos que hacen uso de dispositivos electrónicos para convertir las medidas de temperatura en valores digitales que pueden ser leídos fácilmente.
Para dar un ejemplo el termistor LM35 es utilizado en este tipo de termómetro el cual cambia su resistencia a medida que cambia la temperatura, dicho cambio puede ser percibido a través de un circuito eléctrico interno que toma el valor de voltaje del termistor, para luego ser transformado en una lectura numérica en la pantalla.
4.4) Termopar
Son bastante usados en las industrias, consta de dos alambres de metal de diferente material, los cuales están unidos en uno de sus extremos, los extremos libres se utilizan para determinar los cambios de temperatura.
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- Características
Los extremos libres se conocen como puntos fríos y el punto donde se unen los otros extremos se conoce como punto caliente o punto de temperatura.
El punto caliente o punta caliente es el punto donde se unen las dos alambres de diferente material y es el que se utiliza para entrar en contacto con el cuerpo caliente que se le quiere medir la temperatura.
Las puntas frías son los dos extremos de los alambres que no se unieron, en los mismos se genera una diferencia de potencial del orden de los milivoltios que se traducirá en el correspondiente valor de temperatura.
4.5) Termómetro bimetálico
Son láminas metálicas que están soldadas entre sí con coeficiente de dilatación diferentes, los cambios de temperatura que producen la torsión en la lámina compuesta por ambos metales se traduce en una lectura de temperatura a través de una aguja unida a uno de sus extremos.
Se construyen a partir de dos materiales metálicos con coeficientes de dilatación los más diferentes posibles, la dilatación de la lámina más susceptible a la temperatura se curva sobre la lámina menos susceptible.
- Funcionamiento
La temperatura que mide la termocupla es el resultado de la diferencia de temperatura que hay entre la punta caliente y la punta fría.
5) Instrumento para medir la temperatura sin tener contacto con el objeto a medir
A continuación mostraremos un ejemplo de termómetros de este tipo
5.1) Pirómetro
Es un instrumento que se utiliza para medir la temperatura sin la necesidad de que esté en contacto con ella, lo cual le permite medir elevadas temperaturas hasta el orden de los 4000 °C, teniendo un rango de operación que comienza en los -50 °C, su capacidad para medir objetos calientes, lo hace apropiado para medir por ejemplo la temperatura de la lava de un volcán.
6) Instrumentos para medir la temperatura no muy usados
A continuación se mostraran instrumentos para medir la temperatura no muy usados:
6.1) Termómetro de alcohol
El termómetro de alcohol fue el primer termómetro que se creó, contiene una sustancia en su interior la cual es alcohol, la misma está contenida en un espacio que es suficientemente pequeño como el diámetro de un cabello para tener la cantidad necesaria de dicha sustancia, las paredes internas del termómetro tienen un mayor espesor.
Funciona de tal forma que en función de la temperatura que existe, el alcohol que se encuentra en uno de sus extremos, se expandirá progresivamente con el aumento de la temperatura, gracias a las características del alcohol para dilatarse con cambios de temperatura.
En el cuerpo del termómetro se encuentra una escala la cual indica la temperatura existente según la dilatación del alcohol.
6.2) Termómetro de Breguet
Es un termómetro trimetálico por estar constituido de oro, plata y platino, es el resultado de unir tres capas metálicas de los materiales nombrados anteriormente y enrollarlas en forma de espiral.
Se llama Breguet en honor a su creador Abraham Louis Breguet, el mismo unió adecuadamente los tres metales (oro, plata y platino) aprovechando su características de dilatación, en donde la plata cuenta con un coeficiente de dilatación mayor.
La plata por ser el elemento con el coeficiente de dilatación más alto es el primero que se estira de los tres, para lo cual Breguet decidió colocarlo en la superficie externa del alambre.
La espiral formada por los tres metales, se coloca de tal manera que uno de sus extremos se encuentra ubicado en un soporte fijo y el otro es libre y está conectado a una aguja que indicará la temperatura.
Cuando la temperatura cambia se produce la dilatación en mayor medida en la capa de plata, lo cual produce un estiramiento o encogimiento del alambre haciendo que el enrollado o espiral gire hacia un sentido u otro dependiendo de si la temperatura aumenta o disminuye.
Cuando el espiral o enrollado gira, la aguja que está en sus extremos marca la temperatura en una escala.
6.3) Termómetro de galileo
El termómetro de galileo se basa en un tubo de vidrio el cual contiene una serie de burbujas de vidrio o bolas de cristal de diversos colores, y un líquido especial transparente con una dilatación apropiada.
Cuando hay cambios en la temperatura, la densidad de la sustancia cambia, por ende, también lo hace la flotabilidad inicial con la que contaban las burbujas de cristal las cuales contienen sustancias con densidades de flujo diferentes, haciendo que las burbujas respectivas cambien de posición.
La temperatura medida se obtiene de la burbuja que flota menos del grupo de las que están flotando (no se toman en cuenta las que están en la parte inferior hundidas).
Con este dispositivo no se pueden apreciar cambios pequeños en la temperatura, puesto que para su funcionamiento debe recibir una cantidad de energía calorífica que se debe a cambios de temperatura considerables, por lo que puede cometer un error de ±2 °C.
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