Cuando por necesidades dela instalación, el aparato de medida se encuentra alejado del punto de medición, estos dos puntos se unen por medio de una línea de compensación.
Esta línea de compensación tiene ue tener unas características termoeléctricas iguales a las del termopar; lo que implica que sea del mismo material, ya que se puede tratar de materiales sustitutivos, que están formados por aleaciones diferentes.
Los cables de compensación se utilizan solamente para termopares.
Los materiales sustitutivos se emplean generalmente por razones de precio. Otra razón para su utilización es su baja resistencia eléctrica.
ELECCIÓN DE AISLAMIENTO
Según la temperatura ambiente, porcentaje de humedad, gases, vapores, etc., presentes debe variar el tipo de aislamiento empleado, cumpliendo fundamentalmente exigencias mecánicas y ambientales. No es necesario un elevado grado de aislamiento, ya que la f.e.m. generada es muy débil, pero sí interesa que el material empleado tenga una buena caraterística dieléctrica. Como material aislante para este tipo de cables puede considerarse cuanto se expone en la tabla que sigue:
|
MATERIALES |
PVC
105 ºC |
COPOLÍMERO
ETILENO PROPI-
LENO EPR |
TEFZEL |
TEFLÓN
FEP |
TEFLÓN
PTFE |
GOMA DE SILICONA |
HILADO DE VIDRIO IMPREGNADO |
|
CARACTERÍSTICAS |
| |
Peso específico
kg./dm  . |
1,35 |
1,5 |
1,7 |
2,15 |
2,2 |
1,2 |
- |
| |
Constante dielet. indicativa |
4-5 |
2,5-3 |
2,6 |
2,2 |
2,2 |
3-3,5 |
- |
| |
Resist. térmica ºC máx |
105 |
90 |
155 |
200 |
260 |
200 |
350 |
| |
Flexibilidad |
buena |
óptima |
discreta |
discreta |
discreta |
óptima |
buena |
| |
Absorción de agua |
mínima |
modesta |
casi nula |
casi nula |
casi nula |
modesta |
casi nula |
| |
Resistencia a la
abrasión |
buena |
discreta |
excelente |
excelente |
excelente |
escasa |
buena |
| |
Resistencia a la radiación |
buena |
muy buena |
discreta |
escasa |
escasa |
muy buena |
muy buena |
| |
Resistencia a la llama |
autoext. |
escasa |
no quema |
no quema |
no quema |
discreta |
no quema |
| |
Resistencia al vapor |
buena |
buena |
excelente |
excelente |
excelente |
limitada |
limitada |
| |
Resist. a los ácidos y bases |
óptima |
buena |
excelente |
excelente |
excelente |
buena |
buena |
| |
Resist. a los aceites minerales |
buena |
escasa |
excelente |
excelente |
excelente |
escasa |
discreta |
| |
Resist. a los agentes atmosf. |
muy buena |
buena |
excelente |
excelente |
excelente |
muy buena |
buena |
|
INFORMACIÓN TÉCNICA SOBRE TERMOPARES Y CABLES DE COMPENSACIÓN
DEFINICIONES BÁSICAS:
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|
-
|
TERMOPAR:
Elemento que transforma diferencias de temperaturas en diferencias de potencial (fem: fuerza electromotriz, expresada en milivoltios), formado por dos conductores metálicos de naturaleza diferente.
|
| - |
UNIÓN DE MEDIDA:
Es la unión del termopar que se somete a la temperatura a medir (T ) .
|
| - |
UNIÓN DE TERMOPAR / CABLE:
Es la unión del termopar con el cable que va conectado al aparato de medida (T ).
|
| - |
CABLE DE COMPENSACIÓN:
Cable que une el termopar y el aparato de medida y cuyos conductores son de naturaleza distinta a la del termopar.
|
| - |
CABLE DE EXTENSIÓN:
Es el cable que teiene la misma utilización que el de compensación, pero que los conductores son del mismo material que el termopar. |
CONSTRUCCIONES ELEMENTALES DE CIRCUITOS ENTRE TERMOPARES Y CABLES
Un ejemplo de utilización consiste en adoptar el siguiente esquema:
|
|
Los materiales M1 y M2 se escogerán de tal manera, que nos den valores de f.e.m. importantes cuando la diferencia de temperaturas sea pequeña.
El material M3 no tiene influiencia sobre la medida, podría ser de Cu y el aparato indicador será un galvanómetro normal.
MONTAJE BÁSICO
1.ª MONTAJE
Una solución teóricamente buena consistirá en llevar J2 y J3 a una zona deonde se pudiera mantenerla temperatura constante. Esto supondría conectar a la caña pirométrica un cable con elementos idénticos a los utilizados en el termopar. Esta solución no puede siempre ser tenida en cuenta por razones económicas:
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| - |
los hilos de termopares son normalmente de aleaciones especiales o en metales puros, son objeto de selecciones muy severas y de ensayos eléctricos rigurosos a fin de estar conforme con las normas; por esta razón sus precios son elevados, y más cuando las longitudes son grandes.
|
En este caso el cable de unión entre termopar y aparato de medida es llamado ·cable de extensión".
2ª MONTAJE
A partir de la caña prirométrica (Uniones J2 y J3),se sustituye en los materiales, M1 y M2 del termopar por otros dos materiales M' y M' más baratos y que no den errores excesivos en la medición con la condición de que la diferencia de temperatura T2-T3 no exceda de un valor dado, entre 100 ºC y 200 ºC. Si se cumple esta condición T2 no está sujeta a permanecer constante y conocida. La f.e.m. medida en J' y J'.
|
|
Las aleaciones M' y M' se dicen que son de "compensación". Las uniones J2-J' y J3-J'se realizan a través de los cables de compensación, y las popularidades deben ser respetadas. Este cable, de un precio más bien bajo comparado con el de termopar, se caracteriza por:
|
| - |
Naturaleza del termopar que compensa.
|
| - |
Temperatura máxima de unión hasta el cual puede cumplir correctamente su tasa de compensación.
|
Las uniones J' y J'representan los extremos del cable de compensación conectados a los terminales de cobre del aparato de medida. La temperatura T3 de estas uniones debe ser conocida y constante.
3ª MONTAJE (CABLE DE COMPENSACIÓN + UNIÓN SOLDADURA FRÍA + CABLE DE COBRE)
En el caso de conexinado de grandes distancias el montaje propuesto no puede ser utilizado siempre por razones evidentes de precio (aunque menos caros que los hilos de termopar, los cables de compensación tienen un precio nada despreciable), se adopta entonces la solución con un empalme de "soldadura fría".
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|
Las condiciones son las siguientes:
|
| - |
Las uniones J2 y J3 (caña pirométrica) pueden estar a una temperatura T2 cualquiera y variable, sólo debe ser inferior a la temperatura máxima de la unión en función del cable de comprensión.
|
| - |
Las uniones en la soldadura fría deben estar a una temperatura T3 conocida y constante.
|
| - |
Las uniones J' y J'no se les exige ninguna condición de temperatura.
|
|
ESCALA RELACIÓN DE F.E.M. / TEMPERATURA (Unión fría a 0 ºC)
|
COBRE
CONSTANTAN |
HIERRO
CONSTANTAN |
NIQUEL-CROMO
NÍQUEL-ALEADO |
PLATINO-RHODIO
PLATINO |
|
|
|
|
|
|
RESISTENCIA EN FUNCIÓN DE LA SECCIÓN A 20 ºC (En bucle de 1 m)
|
| TERMOPAR |
ALEACIÓN DE
LOS CONDUCTORES |
RESISTENCIA EN 
A 20 ºC EN BUCLE
PARA UNA SECCIÓN
DE 1 mm POR
1 m DE CABLE |
 |
1º Cobre / constantan
2º Hierro / constantan
3º Níquel-cromo / constantan
4º Cobre / constantan
5º Hierro / Isazin |
6º Hierro / isaminus
7º Cobre / cobre-níquel
8º Isacu 064 / isacu 128
9º Isacu 090 / isacu 154
10º Cobre S/ cobre |
 |
| Cu/Ko |
Cobre/constantan |
0,508 |
| Fe/Ko |
Hierro/constantan |
0,611 |
| NiCr/Ko |
Níquel-cromo/constantan |
1,220 |
| NiCr/Ni |
Cobre/constantan |
0,508 |
| |
Hierro/isazin |
0,422 |
| |
Hierro/isaminus |
0,632 |
| PtRh/Pt |
Cobre/cobre níquel |
0,042 |
| |
Isacu 064/isacu 128 |
0,066 |
| |
Isacu 090/isacu 154 |
0,096 |
Pt Rh 30/
Pt Rh 6 |
Cobre S/cobre |
0,083 |
| |
|
|
| |
|
|
|
| |
|
 |
| |
CUADRO RESUMIDO
|
| - |
Combinaciones de los termopares con los cables de extensión y compensación |
| - |
Identificación según las normas ineternacionales |
| - |
Características de los conductores |
|
TERMOPARES |
| METALES |
| SIMBOLOS |
+ |
- |
TEMPERATURA
UTILIZACION
EN ºC |
F.E.M.
A 100 ºC
EN mV |
| T |
COBRE |
CUPRO-NÍKEL T
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
-200 ºC
a +350 ºC |
4,277 |
| J |
HIERRO |
CUPRO-NÍKEL J
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
-40 ºC
a +750 ºC |
5,268 |
| E |
NÍKEL-CROMO
CROMEL · |
CUPRO-NÍKEL E
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
-150 ºC
a +800 ºC |
6,317 |
| K |
NÍKEL-CHROME
ou CHROMEL · |
NÍKEL-ALEADO
o ALUMEL |
-150 ºC
a +1.100 ºC |
4,095 |
| N |
NÍKEL-CROMO
SILICIO
o NICROSIL · |
NÍKEL-SILICIO
MAGNESIO
o NISIL · |
-150 ºC
a +1.100 ºC |
2,774 |
| R |
PLATINO 13 %
RODIO |
PLATINO |
0ºC
a +1.600 ºC |
0,647 |
| S |
PLATINO 10 %
RHODIUM |
PLATINO |
0ºC
a +1.550 ºC |
0,645 |
| B |
PLATINO 30 %
RODIO |
PLATINO 6 %
RODIO |
-600 ºC
a +1.700 ºC |
0,033 |
| W |
TUNGSTENO |
TUNGSTENO
RENIO 26 % |
0ºC
a +2.600 ºC |
(à 1.000 ºC)
14,500 |
| W |
TUNGSTENO
RENIO 3 % |
TUNGSTENO
RENIO 25 % |
0ºC
a +2.100 ºC |
(à 1.000 ºC)
18,257 |
W |
TUNGSTENO
RENIO 5 % |
TUNGSTENO
RENIO 26 % |
0ºC
a +2.600 ºC |
(à 1.000 ºC)
18,226 |
EXTENSIONES - COMPENSACIONES |
| COMPENSACIÓN |
EXTENSIÓN
SÍMBOLOS |
SÍMBOLOS |
METALES |
RESISTENCIA LINEAL
APROXIMADA A 20 ºC
(Ohm/km/mm ) |
| + |
- |
| TX |
TC |
COBRE |
CUPRO-NÍKEL T
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
18 |
490 |
| JX |
JC |
HIERRO |
CUPRO-NÍKEL J
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
120 |
490 |
| EX |
EC |
NÍKEL-CROMO
CROMEL · |
CUPRO-NÍKEL E
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
730 |
490 |
| |
KC |
NÍKEL-CROMO
CROMEL · |
NÍKEL-ALEADO
o ALUMEL |
730 |
280 |
| KX |
WC |
HIERRO |
CUPRO-NÍKEL W
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
120 |
250 |
| |
VC |
COBRE |
CUPRO-NÍKEL V
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
18 |
490 |
| |
RC |
COBRE |
CUPRO-NÍKEL R
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
18 |
|
| |
SC |
COBRE |
CUPRO-NÍKEL S
o ADVANCE ·
o CONSTANTAN · |
18 |
40 |
| |
BC |
COBRE |
COBRE-
ALEADO (1) |
18 |
100 |
(1) Cuando la unión entre el termopar y el cable de compensación sea inferior a 100 ºC, el conductor negativo puede ser de cobre (con el mismo código de colores) |
|
|
| |
|
