Termistores (Sensores de Temperatura)

Los termistores, figura 8.8, son dispositivos basados en óxidos metálicos semiconductores que exhiben un gran cambio en su resistencia eléctrica cuando se someten a cambios relativamen­te pequeños de temperatura. Pueden ser de coeficiente de temperatura positivo (PTC) o negativo (NTC), siendo estos últimos los más utilizados. Los termistores PTC (posistores) se construyen a base de óxidos de bario y titanio, y los NTC a base de óxidos de hierro, cobre, cro­mo, cobalto, manganeso y níquel dopados con iones de tita­nio o litio. Para altas tempera­turas, se usan óxidos de itrio y circonio. También se dispone de termistores NTC basados en si­licio y en películas de carbón.

Los termistores pueden adoptar una gran variedad de formas y tamaños, figura 8.9, llegando incluso a ser tan dimi­nutos como la cabeza de un al­filer. El tipo de óxidos, las pro­porciones usadas, y el tamaño físico, determinan los rangos de resistencia y temperatura desea­dos para el dispositivo.

La mayoría de termistores se diseñan para trabajar en el rango de –50°C a 150°C, aun­que en la práctica pueden abar­car desde –100°C hasta +500°C. Su resistencia base a 25°C (R₂₅ o R_TO) está típicamente en el rango de 100Ω a 100kΩ, aun­que también se fabrican termistores con valores de R₂₅ tan bajos como 10Ω y tan altos como 40MΩ.

Figura 8.8 Elementos sensores típicos de termistores

Figura 8.9 Formas usuales de presentación de los termistores

Los termistores ofrecen varias ventajas con respecto a las RTD y las termocuplas. Por ejemplo, son más económicos, estables y confiables, proveen un alto grado de intercambiabilidad, pueden hacerse lo su­ficientemente pequeños para permitir la medición puntual, facilitan la medición remota a través de cables largos y tienen una mayor sensibilidad o res­puesta de señal, figura 8.10. Esta última es típicamente del orden de -3%/°C a -6%/°C.

Figura 8.10

Comparación de las curvas características R/T (resistencia contra temperatura) de termistores NTC típicos de

(a) R25= 100Ω (b) R25= 1kΩ y (c) R25=5 kΩ y una Pt100 o RTD de platino de 100Ω (d)

Los termistores son parti­cularmente adecuados para aplicaciones de baja tempera­tura sobre rangos limitados. Estas aplicaciones pueden estar basadas en el ca­lentamiento externo del termis­tor, que son todas las relativas a la medición, control, detec­ción y compensación de tem­peratura, y las basadas en su autocalentamiento mediante la corriente de medición. En­tre estas últimas, que implican la variación de la conductivi­dad térmica del medio, figuran, por ejemplo, las medidas indi­rectas de caudal, nivel y vacío, así como el análisis de gases.