Calculadora de termopar: tipo K, J, T, E y más
Escribe el voltaje que lee tu multímetro o amplificador y la temperatura en los bornes, y obtén la temperatura de la unión caliente con la unión fría compensada en voltios. O al revés: de una temperatura caliente a los milivoltios que debes ver.
Los voltajes son las funciones de referencia NIST ITS-90. Los tipos K, J, T y E se comprobaron contra las tablas NIST con una diferencia menor de 0,6 µV, y N, R, S y B usan las mismas funciones de referencia. El límite es el cable: revisa la tolerancia del cable que compres y la exactitud del sensor de la unión fría.
Fuentes: base de datos y funciones de referencia de termopares NIST ITS-90 (NIST Monograph 175, Burns y otros, 1993), a través de la biblioteca thermocouple-converter (licencia MIT). Tolerancia del cable: límites estándar de ASTM E230.
La fórmula
T_caliente = T( V_leído + E(T_fría) ) E(T) = voltaje NIST ITS-90 del tipo a T, con la unión de referencia a 0 °C °C por LSB = (Vref / 2^bits) / (ganancia · Seebeck)
Cuándo usarla
Leer un termopar con un multímetro de banco o con tu propio amplificador y ADC: comprobar una lectura de tipo K, calcular qué debe sumar el firmware por la unión fría, o dimensionar la ganancia para que una cuenta sea una fracción de grado. Un termopar genera un voltaje a partir de la diferencia de temperatura entre la unión caliente y sus propios bornes, así que también hay que medir la temperatura de los bornes, normalmente con un termistor o un chip sensor junto a ellos.
Trampas comunes
- Compensa en voltios, nunca en grados. Convierte la temperatura de los bornes a su voltaje, súmalo a la lectura y luego convierte el total. Sumar la temperatura de los bornes a la temperatura que da la lectura por sí sola es incorrecto porque la curva no es una recta: en el tipo K a 1000 °C con los bornes a 50 °C la suma queda unos 1,6 °C baja.
- El cable de termopar de grado estándar (límites estándar de ASTM E230 para los tipos K y J) tiene una tolerancia de ±2,2 °C o ±0,75 %, el que sea mayor. Eso es más que cualquier redondeo de aquí, así que el cálculo es más preciso que el cable.
- Mide la unión fría donde termina el cable del termopar y empieza el cobre, y mantén ese bloque a una sola temperatura. El aire que corre sobre una regleta, o una pieza caliente al lado, da un error que el chip sensor no ve.
- La señal es diminuta. Un termopar tipo K genera unos 41 µV por °C cerca de 100 °C, así que 1 µV de offset del amplificador son unos 0,024 °C. Elige un amplificador de bajo offset y baja deriva, y mantén los cables cortos y trenzados.
- Usa cable de extensión y conectores del mismo tipo. Un conector de cobre o de otro tipo en el recorrido agrega otra unión y otro voltaje.
- Fuera del rango NIST del tipo, la calculadora muestra un mensaje y ningún número. Los valores fuera de rango no se extrapolan.
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