¿Qué es un sensor de temperatura y para qué se utiliza?

Concepto de temperatura

La temperatura es una magnitud asociada a las nociones de calor, medible mediante un termómetro. Desde en punto de vista de la física, es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico como es el aire.

Está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como energía cinética, que es la energía asociada al movimiento de las partículas del aire, bien sea en sentido traslacional, rotacional o en forma de vibraciones. A medida que aumenta este movimiento, aumenta también la energía cinética, por lo que el objeto en este caso el aire, se encuentra más caliente y por tanto su temperatura es mayor. Cuando el movimiento de estas partículas desciende, desciende también la temperatura llegando incluso al cero absoluto, en el que el movimiento de las partículas es nulo.

La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a las unidades de medición de la temperatura. En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el Kelvin (K), y la escala correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor cero Kelvin al «cero absoluto». Sin embargo fuera del ámbito científico es común el uso de otras escalas. La escala más extendida es la escala Celsius, también llamada Centígrada. En menor medida, y prácticamente sólo en Estados Unidos, se emplea la escala Fahrenheit. A menudo el calor o el frío percibido por las personas tiene que ver más con la sensación térmica que con la temperatura. La sensación térmica es el resultado de la forma en la que nuestra piel percibe la temperatura de los objetos que nos rodean.

Sensores de temperatura: tipos y funcionamiento

Un sensor es un objeto capaz de detectar magnitudes físicas o químicas llamadas variables de instrumentación, que pueden ser la intensidad lumínica, la temperatura, distancia, aceleración, etc. El sensor de temperatura empleado más habitualmente es el sensor termopolar. Está formado por mecanismos muy sencillos constituidos por dos materiales metálicos de diferente naturaleza unidos mediante uniones llamadas unión fría y unión caliente. El grado de temperatura que detectan estas uniones genera una diferencia de potencial estrechamente dependiente de la naturaleza de los materiales. El sensor térmico transforma esta diferencia de potencial en una señal eléctrica.

Cuando se emplean sensores de temperatura en sistemas de ventilación natural, éstos miden la temperatura en el interior y en el exterior de la vivienda. La diferencia entre ambas determina el caudal de aire que se debe introducir en el edificio. Cuando la ventilación natural no es suficiente para alcanzar unos niveles de confort aceptables durante todo el año, se precisa utilizar sistemas de acondicionamiento mecánicos. En estos casos el sensor de temperatura analiza dos niveles de temperatura o «set points», uno por debajo de la temperatura que se requiere para calefacción (por ejemplo 21º C), y otro por encima de la temperatura que se requiere para el acondicionamiento de la vivienda en verano (por ejemplo 23ºC). A partir de ahí el sistema de ventilación define las prioridades: si la temperatura se encuentra por encima de 23ºC, en función de la diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior, utiliza primero la ventilación natural, y si no fuera suficiente activa el sistema de climatización auxiliar. En el caso de que la temperatura baje del nivel de calefacción (22ºC), comenzará a activarse el sistema de calefacción.