TERMÓMETROS DE RESISTENCIA

Estos termómetros están basados en la variación de la resistencia eléctrica de un metal con la temperatura.

Aunque pueden utilizarse metales como el níquel o el plomo; por ser comparativamente más sencillo de purificar, y porque, su pureza mejora sus características a bajas temperaturas, utilizamos frecuentemente el platino (Pt). Por otro lado, tal metal tiene un punto de fusión muy elevado,       1768 ºC, lo que nos permite utilizarlo en un amplio margen de temperaturas.

Termómetro de resistencia de platino

El termómetro de resistencia de platino se utiliza en trabajos de gran precisión entre -200 y 1200 ºC. Sin embargo es algo lento, debido a la gran cantidad de masa metálica necesaria para alcanzar el equilibrio térmico (o mejor dicho, para obtener una lectura).

Este termómetro suele estar compuesto de un hilo muy fino arrollado sobre cuarzo, vidrio, cerámica, alúmina, etc.; con diversas geometrías y con una longitud tal que, a 0 ºC su resistencia eléctrica sea de 100 ohmios (resistencia o sonda Pt-100).

Este termómetro no es lineal, y en el caso de que se exija sólo una exactitud moderada puede utilizarse una relación cuadrática entre la resistencia y la temperatura termodinámica, obteniéndose un ajuste aceptable en todo su margen de temperatura:

en donde R0 es la resistencia a 0 ºC (100 ohmios), a y b constantes y T la temperatura, en ºC.

La ecuación anterior nos permite la posibilidad de definir escalas lineales de temperatura basadas en varias propiedades termométricas una vez adoptada la escala de los gases ideales como escala patrón de temperatura, pero la relación entre resistencia y temperatura no es lineal. Esto se cumple también para otras propiedades termométricas. Además, la resistencia de sustancias diferentes varían de modo distinto con la temperatura, y por tanto, es vital la pureza del material.

Para precisiones muy elevadas se añade un término cúbico por debajo de 0 ºC:

Entre 1200 ºC y el punto de fusión del platino, el termómetro sigue siendo todavía útil aunque su exactitud se pierde a temperaturas más altas.

Puente de Wheatstone con termorresistencia

Para la medida de la resistencia se intercala la termorresistencia en un puente de Wheatstone como se aprecia en la figura. Cuando el galvanómetro G (amperímetro de muy alta apreciación, del orden del microamperio. La resistencia R3 es regulable) indica que no pasa corriente por él, se cumple:

lo que nos permite el cálculo de la temperatura, a partir del valor de la termorresistencia Rt.

Para evitar las correcciones que supone la resistencia propia de los conductores que ponen en contacto el termómetro de resistencia con el resto del circuito, calculamos la resistencia manteniendo una intensidad constante en la termorresistencia mediante un potenciómetro y midiendo la diferencia de potencial entre sus extremos.