¿Qué son los sensores de temperatura del aire?

Los sensores de temperatura del aire comprenden una variedad de dispositivos a menudo diseñados para medir la temperatura ambiente o la temperatura atmosférica circundante. También se pueden usar en entornos industriales comunes, como en motores con inyección de combustible en automóviles para calcular la densidad del aire para que la computadora de a bordo del automóvil pueda ajustar el flujo de combustible, disminuyéndolo a medida que disminuye la densidad del aire para evitar la pérdida de potencia. Algunos de los tipos más comunes de sensores de temperatura en general son termopares, dispositivos de temperatura resistivos (RTD), sensores infrarrojos, termómetros y diodos de silicio.

Los termopares operan por el contacto de dos tipos diferentes de metales que se expanden y contraen a diferentes velocidades dependiendo de la temperatura. A menudo se usan como termostatos, que son interruptores sensibles a la temperatura, pero también se pueden emplear como sensores de temperatura del aire debido a su capacidad de medir en un amplio rango de temperatura, desde 32 ° Fahrenheit (0 ° Celsius) hasta 2,102 ° Fahrenheit (1,150 ° Celsius) o más. Los sensores de temperatura del aire con termopar se usan en entornos de alta temperatura como hornos, pero no son muy buenos para medir cambios ambientales mínimos de fracciones de un grado.

Los dispositivos de temperatura resistiva y los termistores miden el aumento o la disminución de la resistencia eléctrica de la materia a medida que aumenta la temperatura. Los RTD son más precisos a través de pequeños cambios de temperatura que los termopares, pero no pueden medir temperaturas tan altas o bajas como los termopares. También tienden a ser más duraderos y estables que los termopares, aunque sus lecturas pueden ser erróneas debido al diseño y las condiciones ambientales. Dado que no se ven afectados por el ruido eléctrico circundante, los RTD a menudo se usan como sensores de temperatura del aire en entornos industriales donde hay motores potentes o corriente de alto voltaje.

Los sensores de temperatura infrarrojos son dispositivos de medición indirectos, que no requieren contacto físico con el material que se está midiendo, ya que miden la radiación térmica que produce a menudo denominada radiación de cuerpo negro. Por lo tanto, son útiles en entornos extremos donde otros sensores fallarían, como en hornos donde las temperaturas pueden exceder los 5,000 ° Fahrenheit (2,760 ° Celsius) y procesos industriales donde el calentamiento y el enfriamiento están teniendo lugar rápidamente. Los sensores de diodos de silicio funcionan en el extremo opuesto al de los sensores infrarrojos, y son útiles para medir el frío extremo. Aunque tienen aplicaciones como sensores de temperatura del aire en experimentos científicos de la escuela secundaria, se usan con mayor frecuencia para medir gases criogénicos en forma líquida, como nitrógeno líquido, oxígeno, hidrógeno y helio.

Los termómetros, termistores y RTD son los tipos de sensores de temperatura del aire más utilizados, y a menudo también se usan para medir temperaturas de líquidos y sólidos. Los termómetros típicos funcionan midiendo la expansión y contracción de mercurio líquido o un líquido rojo orgánico en un tubo sellado, a medida que cambia la temperatura del aire exterior. Los sensores de temperatura del aire automotriz son típicamente termistores. Ya sea que estén midiendo gases de escape, flujo de aire de admisión o refrigerante del motor, todos operan con el mismo principio de que a medida que la temperatura del medio circundante se calienta, la resistencia en la construcción del sensor y la señal de voltaje que sale a los controles de la computadora se reduce.