Si s'ha de dur a terme una mesura de temperatura fiable, el primer pas és triar l'instrument de temperatura correcte, és a dir, el sensor de temperatura. Els termoparells, els termistors, les resistències de platí (RTD) i els circuits integrats de temperatura són els sensors de temperatura més utilitzats en les proves.
A continuació es presenta una introducció a les característiques dels instruments de temperatura de termoparells i termistors.
1. Termoparell
Els termoparells són els sensors de temperatura més utilitzats en la mesura de la temperatura. Els seus principals avantatges són un ampli rang de temperatures i adaptabilitat a diversos entorns atmosfèrics, a més de ser robust, assequible, sense necessitat d'alimentació, i també el més econòmic. Un termoparell està format per dos cables metàl·lics diferents (metall A i metall B) connectats en un extrem. Quan s'escalfa un extrem del termopar, hi ha una diferència de potencial en el circuit del termopar. La temperatura es pot calcular mitjançant la diferència de potencial mesurada.
Tanmateix, hi ha una relació no lineal entre la tensió i la temperatura, i la temperatura requereix una segona mesura per a la temperatura de referència (Tref) a causa de la relació no lineal entre la tensió i la temperatura. El programari o el maquinari de l'equip de prova s'utilitza per processar la transformació de la temperatura de voltatge dins de l'instrument per obtenir, finalment, la temperatura del termoparell (Tx). Tant els col·lectors de dades Agilent 34970A com 34980A tenen capacitats de mesura i càlcul integrades.
En resum, els termoparells són els sensors de temperatura més senzills i versàtils, però no són adequats per a mesures i aplicacions d'alta precisió.
2. Termistor
Els termistors estan fets de materials semiconductors, la majoria amb un coeficient de temperatura negatiu, el que significa que la resistència disminueix amb l'augment de la temperatura. Els canvis de temperatura poden provocar canvis significatius en la resistència, convertint-lo en el sensor de temperatura més sensible. Tanmateix, la linealitat dels termistors és extremadament pobra i està estretament relacionada amb el procés de producció. El fabricant no pot proporcionar una corba de termistor estandarditzada.
Els termistors tenen un volum molt petit i responen ràpidament als canvis de temperatura. Però els termistors requereixen l'ús d'una font de corrent, i la seva petita mida els fa extremadament sensibles als errors d'autoescalfament.
Els termistors mesuren la temperatura absoluta en dues línies amb una bona precisió, però són més cars que els termoparells i poden mesurar temperatures dins d'un rang més petit. Un termistor d'ús habitual té una resistència de 5k Ω a 25 graus i cada canvi de temperatura d'1 grau provoca un canvi de resistència de 200 Ω. Tingueu en compte que una resistència de plom de 10 Ω només provoca un error insignificant de 0,05 graus. És molt adequat per a aplicacions de control de corrent que requereixen una mesura de temperatura ràpida i sensible. La mida petita és avantatjosa per a aplicacions amb requisits d'espai, però s'ha de prestar atenció a evitar errors d'autoescalfament.
Els termistors també tenen les seves pròpies tècniques de mesura. L'avantatge dels termistors és la seva petita mida, ja que es poden estabilitzar ràpidament sense causar càrregues tèrmiques. Tanmateix, també és molt feble, ja que els corrents elevats poden provocar un autoescalfament. A causa del fet que els termistors són dispositius resistius, qualsevol font de corrent generarà calor sobre ells a causa de l'energia. La potència és igual al producte del quadrat del corrent per la resistència. Per tant, s'ha d'utilitzar una font de corrent petita. Si el termistor s'exposa a una calor elevada, provocarà danys permanents.
