Interruptor de temperatura, termostato.

Los interruptores de temperatura o termostatos están destinados a funcionar donde ocurren cambios de temperatura en un recinto, o en el aire que rodea el elemento de detección de temperatura. La operación del interruptor de la temperatura es similar a la operación del interruptor de presión o presóstato; ambos interruptores son accionados por los cambios en la presión. Se diseña el elemento de temperatura de manera que un cambio en la temperatura produce un cambio en la presión interna de un sistema térmico lleno (bulbo lleno de gas o aire, o hélice llena), que está conectado al dispositivo actuador por un pequeño tubo o cañería. La figura adjunta muestra un interruptor de temperatura y dos tipos de sensores de detección.

• Unidad de bulbo (Bulb unit)
• Unidad helicoidal (Helical unit)
• Termostato (Thermostat)
• Capilar (Capillary)

Un cambio de temperatura causa un cambio en el volumen de gas del sistema térmico lleno, que causa un movimiento del fuelle. El movimiento es transmitido por un émbolo al brazo del interruptor. Un contacto móvil está en el brazo. Un contacto fijo puede ser colocado de manera que el interruptor se abrirá o se cerrará con una elevación de temperatura. Esto permite que los contactos del interruptor sean fijados para cerrarse cuando la temperatura cae a un valor predeterminado y abrirse cuando las elevaciones de temperatura superan al valor deseado. La acción inversa se puede obtener por un cambio en las posiciones del contacto.

Parámetros de un instrumento de medición

La precisión de un instrumento o dispositivo es la diferencia entre el valor indicado y el valor real. La precisión se determina comparando una lectura indicada con la de un estándar conocido. Los estándares pueden ser dispositivos calibrados u obtenerse del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (National Institute of Standards and Technology - NIST)

Esta es la organización gubernamental responsable de establecer y mantener estándares, y de desarrollar nuevos estándares a medida que la nueva tecnología lo requiera.

La precisión depende de la linealidad, histéresis, compensación, deriva y sensibilidad. La discrepancia resultante se expresa como una desviación ± del valor real y normalmente se especifica como un porcentaje de la lectura o desviación de la escala completa (% FSD). La precisión también se puede expresar como porcentaje de intervalo de medida (span), porcentaje de lectura o valor absoluto.

El rango de un instrumento especifica las lecturas más bajas y más altas que puede medir, es decir, un termómetro cuya escala va de -40 ° C a 100 ° C tiene un rango de -40 ° C a 100 ° C.

El intervalo de medida (span) de un instrumento es su intervalo desde el valor de escala mínimo al máximo, es decir, un termómetro cuya escala va de -40 ° C a 100 ° C tiene un intervalo de medida de 140 ° C. Cuando la precisión se expresa como porcentaje del intervalo, es la desviación del verdadero expresado como porcentaje del intervalo de medida.

La precisión de la lectura es la desviación del valor real en el punto en el que se toma la lectura y se expresa como un porcentaje.

Figura 3. Manómetros (a) manómetro que muestra graduaciones; (b) curva de histéresis para un instrumento.

La precisión se refiere a los límites dentro de los cuales se puede leer una señal y pueden ser un poco subjetivos. En el instrumento analógico que se muestra en la figura 3a, la escala está graduada en divisiones de 0,2 psi, la posición de la aguja podría estimarse dentro de 0,02 psi y, por lo tanto, la precisión del instrumento es de 0,02 psi. Con una escala digital, el último dígito puede cambiar en pasos de 0.01 psi de modo que la precisión sea de 0.01 psi.

La reproducibilidad es la capacidad de un instrumento para leer repetidamente la misma señal a lo largo del tiempo y dar la misma salida en las mismas condiciones. Es posible que un instrumento no sea preciso, pero puede tener una buena reproducibilidad, es decir, un instrumento podría leer 20 psi con un rango de 17,5 a 17,6 psi en 20 lecturas.

La sensibilidad es una medida del cambio en la salida de un instrumento para un cambio en la variable medida, y se conoce como función de transferencia, es decir, cuando la salida de un transductor de presión cambia en 3.2 mV para un cambio en la presión de 1 psi. , la sensibilidad es de 3,2 mV / psi. Se prefiere una alta sensibilidad en un instrumento ya que esto proporciona mayores amplitudes de salida, pero esto puede tener que ponderarse con la linealidad, el rango y la precisión.

El valor inicial (offset) es la lectura de un instrumento con entrada cero.

La deriva (drift) es el cambio en la lectura de un instrumento para una variable fija con el tiempo.

La histéresis es la diferencia en las lecturas obtenidas cuando un instrumento se acerca a una señal desde direcciones opuestas, es decir, si un instrumento da una indicación de un valor de escala media yendo desde cero, puede dar una lectura diferente del valor después de hacer una lectura de escala completa. Esto se debe a las tensiones inducidas en el material del instrumento al cambiar su forma al pasar de cero a una deflexión de escala completa. La histéresis se ilustra en la figura 3b.

La resolución es la cantidad más pequeña de una variable que un instrumento puede resolver, es decir, el cambio más pequeño en una variable a la que responderá el instrumento.

La repetibilidad es una medida del grado de concordancia entre un número de lecturas (10 a 12) tomadas consecutivamente de una variable, antes de que la variable tenga tiempo de cambiar. Se calcula la lectura promedio y la dispersión del valor de las lecturas tomadas.

Figura 4. Inexactitudes del instrumento (a) error de histéresis de un manómetro; (b) no linealidad en un transductor de presión a voltaje.

La linealidad es una medida de la proporcionalidad entre el valor real de una variable que se mide y la salida del instrumento de medición en su rango operativo. La figura 4b muestra la curva de entrada de presión versus salida de voltaje para un transductor de presión a voltaje con la línea recta lineal que mejor se ajusta. Como puede verse, la curva real no es una línea recta. La desviación máxima de +5 psi de lineal ocurre a una salida de 8 V y −5 psi a 3 V dando una desviación de ± 5 psi o un error de ± 5 por ciento de FSD.

La desviación del valor verdadero para un instrumento puede ser causada por uno de los factores anteriores o una combinación de varios de los factores anteriores, y puede determinar la elección del instrumento para una aplicación particular.

Términos destacados :

• Actuador (Actuator)
• Bulbo sensor (Sensing bulb)
• Compensación (Compensation)
• Contacto fijo (Fixed contact)
• Contacto móvil (Movable contact)
• Desviación (Deviation)
• Dispositivo de medición (Measuring device)
• Drift (Deriva)
• Émbolo (Plunger)
• Error de histéresis (Hysteresis error)
• Exactitud (Accuracy)
• Fluido térmico (Thermal fluid)
• Fuelle (Bellows)
• Gradación (Graduation)
• Histéresis (Hysteresis)
• Indicador analógico (Analog indicator)
• Indicador digital (Digital indicator)
• Intervalo de medida (Span)
• Interruptor de temperatura (Temperature switch)
• Linealidad (Linearity)
• Manómetro (Pressure gauge)
• Presión interna (Internal pressure)
• Presóstato (Pressure switch)
• Precisión (Precision)
• Repetibilidad (Repeatability)
• Resolución (Resolution)
• Rango (Range)
• Sensibilidad (Sensitivity)
• Termostato (Thermostat)
• Variable medida (Measured variable)