Preguntas frecuentes

La temperatura no es una cantidad en el sentido estricto de la palabra, como lo es para la mayoría de las demás unidades de medida. En efecto, una cantidad es cualquier cosa que puede aumentar o disminuir, como, por ejemplo, una longitud, una superficie, una potencia, etc.

Medir una cantidad G (de cualquier tipo), es compararla con otra cantidad U, del mismo tipo, elegida por unidad. El resultado de la medición es un número entero (por ejemplo, 5), si se conoce la unidad U, un número entero de x veces la cantidad en cuestión (en este caso, 5 veces). Una cantidad se puede medir directamente si podemos determinar la relación o la igualdad o la suma de los dos valores de esta cantidad. Tanto la longitud como el área son magnitudes mensurables.

Sin embargo, una temperatura indicada utilizando la escala de temperatura Celsius no es una cantidad medible; podemos determinar la igualdad de dos temperaturas, pero no podemos sumar los dos valores. Así pues, podríamos decir: evaluar, comparar, marcar e indicar la temperatura, pero no medir la temperatura (en el sentido estricto de la palabra).

Actualmente existen dos unidades de temperatura en el Sistema Internacional:

El kelvin, símbolo K

Es la unidad de temperatura absoluta en la escala termodinámica, en la que el punto triple del agua es 273,16 K.

Grados Celsius, símbolo °C

La temperatura expresada en grados Celsius t, corresponde a la temperatura termodinámica T determinada por la ecuación t = T – T0 donde T0 = 273,15 K.

Un intervalo o diferencia de temperatura también puede expresarse en grados Celsius. En siglos pasados, las mediciones de temperatura se determinaban a partir de dos puntos fijos o más.

Cabe señalar que la unidad kelvin no debe utilizarse en combinación con la palabra grados, ni en combinación con el símbolo °; siempre decimos “un kelvin” y no un grado kelvin.

Un termómetro de resistencia es una sonda pasiva; necesita que pase una corriente de medición para producir una señal útil. Esta corriente de medición calienta el elemento y aumenta su temperatura. Se producirán errores a menos que se absorba el calor adicional.

Para evaluar el error en la medición en función de la corriente inyectada a través del elemento resistivo, se definió el coeficiente de autocalentamiento. Las unidades del coeficiente de autocalentamiento son °C/W. Como primera aproximación, el error de medición de la temperatura es inversamente proporcional a la potencia inyectada en la resistencia. La potencia eléctrica se calcula según la siguiente fórmula P = R*I². Cuanto mayor sea este coeficiente, mayor será el error de medición para una corriente y unas condiciones experimentales dadas.

Para reducir el error debido a este efecto, en determinadas condiciones, se suele intentar reducir la corriente de medición, pero esto no es una opción. Como ya se ha dicho, las condiciones de uso pueden influir mucho en este fenómeno. Cuando se realizan mediciones de temperatura de un fluido en movimiento, este coeficiente disminuye con la velocidad de flujo del fluido, ya que éste arrastra cada vez más calor.

Desde el punto de vista normativo, la norma IEC60751 especifica las condiciones para evaluar este fenómeno. Según esta norma, este fenómeno puede evaluarse cuantitativamente en un flujo de aire o en un flujo de agua. En el aire, la temperatura debe estar comprendida entre 0 y 30°C con una velocidad del aire de (3 +/- 0,3) m/s. En el agua, la velocidad debe ser superior a 0,2 m/s. Una sonda basada en un elemento resistivo de platino no debe tener un error debido al autocalentamiento superior al 25% de la clase de tolerancia estándar. En la práctica, la corriente de medición de las sondas Pt100 (resistencia de 100 Ohm a 0°C) muy raramente supera 1 mA. Como ejemplo, tomaremos un valor para el coeficiente de autocalentamiento de 20 °C/W. Para una corriente de 1 mA y una temperatura de 0 °C, la potencia inyectada en la resistencia es [ R*I² = 100 * 1/1000 * 1/1000 * Ω * A * A = ^10-4 W ]. Esto corresponde a un aumento de temperatura de 0,002 °C. Si la corriente de medición es de 5 mA, la potencia sería de 2^,5*10-3 W y el cambio de temperatura debido a esta corriente sería de 0,05 °C.

Ten en cuenta que el error resultante es inversamente proporcional a la capacidad del termómetro para disipar el calor extra; esto depende de los materiales, la construcción y el entorno del termómetro.

El peor caso se produce cuando una resistencia de alto valor está en un cuerpo pequeño. Las RTD de película, con poca superficie para absorber calor, son un ejemplo.

El autocalentamiento también depende del medio en el que esté sumergido el termómetro. El error en aire quieto puede ser 100 veces mayor que en agua en movimiento.