Medição de Temperatura

Medição de Temperatura
Medição de
Temperatura
Fonte: Simone Massulini Acosta
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
• PIROMETRIA: medição de altas
temperaturas, na faixa onde os
efeitos de radiação térmica visíveis
passam a se manifestar.
TERMOMETRIA
• CRIOMETRIA: medição de baixas
temperaturas, ou seja, aquelas
próximas do zero absoluto.
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
• TEMPERATURA: grau de agitação térmica das
moléculas. Quanto maior o seu valor, maior é a energia
cinética média dos átomos do corpo.
• Energia Térmica: A Energia Térmica de um corpo é a
somatória das energias cinéticas, dos seus átomos e, além
de depender da temperatura, depende também da massa
e do tipo de substância.
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
Calor: Calor é a forma de energia que é transferida através da
fronteira de um sistema em virtude da diferença de temperatura.
antes
500oC
100oC
Isolante
depois
300oC
300oC
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
Meios de transmissão de calor: condução, radiação e convecção.
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
Meios de transmissão de calor: condução, radiação e convecção.
• Condução: é a forma de transmissão de calor sem transporte de
massa.
Por exemplo, se aquecermos somente uma extremidade de uma
barra de ferro com uma chama, em pouco tempo toda a barra
estará aquecida. O calor passa de uma molécula para outra mas
estas moléculas não abandonam sua posição.
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
• Convecção: é a forma de transmissão de calor com transporte
de massa, que se dá pelo movimento ou mistura dos fluidos ou
sólidos envolvidos.
- Convecção natural (líquidos e gases) – quando o movimento é
provocado somente pela diferença de densidade dos fluidos quente e frio.
Por exemplo, se aquecermos um recipiente com água por intermédio de
uma chama, a água mais próxima da chama se aquecerá e se tornará
menos densa, subindo no recipiente. A água fria da parte superior do
recipiente descerá e, por sua vez, se aquecerá.
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
• Convecção
- Convecção forçada – é o aquecimento no qual a mistura se realiza por
meio mecânico. Se no exemplo anterior incluirmos um agitador, a
convecção passará a ser forçada.
Em equipamentos de refinaria de petróleo, por exemplo, a convecção quase
sempre é forçada. Em trocadores de calor é provocada agitação forçando
o fluido a passar por obstáculos.
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
• Irradiação: A irradiação é um processo pelo qual o calor flui de
um corpo de alta temperatura para um de baixa, quando os
mesmos estão separados no espaço, ainda que exista vácuo
entre eles.
Todos os corpos, em qualquer temperatura, emitem ondas
eletromagnéticas (como as da luz e do rádio) que contêm
energia.
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
ESCALAS ABSOLUTAS
Rankine
Kelvin
ESCALAS DE
TEMPERATURA
R
PONTO DE
EBULIÇÃO
DA ÁGUA
671,67
180
DIVISÕES
PONTO DE
FUSÃO DO
GELO
K
373,15
ESCALAS RELATIVAS
Celsius
Fahrenheit
°C
°F
100
212
100
DIVISÕES
491,67
273,15
0
0
ZERO
ABSOLUTO
32
0
-273,15
-459,67
Conversão de Escalas:
°C = °F - 32
9
5
K = 273,15 + °C
R = 459,67 + °F
K=R.5
9
R - 491
K - 273
°C = °F - 32
=
=
9
9
5
5
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
Pontos Fixos de Temperatura
(Escala Prática Internacional de Temperatura)
Fase Líquido
de
sã
Fu
a
a
Fase sólido
Ponto Crítico
Fase Vapor
o
PRESSÃO
ha
L in
nh
i
L
de
V
za
i
r
o
p
o
çã
Ponto Triplo
(0,006 atm)
o
ã
ç
dema
a li
nh ub
i
L S
Ponto triplo é o ponto
em que as fases
sólida, líquida e
gasosa encontram-se
em equilíbrio
TEMPERATURA
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Medição de Temperatura
Conceitos Básicos
Pontos fixos de temperatura segundo ITS-90
PONTOS FIXOS
IPTS-68
ITS-90
Ebulição do Oxigênio
-182,962°C
-182,954°C
Ponto triplo da água
+0,010°C
+0,010°C
Solidificação do
estanho
+231,968°C
+231,928°C
Solidificação do zinco
+419,580°C
+419,527°C
Solidificação da prata
+961,930°C
+961,780°C
Solidificação do ouro
+1064,430°C
+1064,180°C
(0,006 atm)
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Medição de Temperatura
Medidores pelo
Princípio da
Condução de Calor
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Medição de Temperatura
Classificação de Medidores
1. Instrumentos de transferência de calor por condução
Termômetro com dilatação de líquido,
Expansão
Elétricos
Termômetro com dilatação de gás,
Termômetro com tensão de vapor saturante,
Termômetro com dilatação de sólido,
Termômetro com par termoelétrico (Termopar)
Termômetro com resistência elétrica.
- Termistores
- RTDs – Termoresistências
Termômetro com semi-condutores.
2. Instrumentos de transferência de calor por radiação
Pirômetros óptico
Pirômetros com radiação.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução - Dilatação de Líquido
Recipiente de Vidro
1. Condução
Dilatação de líquido,
Dilatação de gás,
Vapor saturante,
Dilatação de sólido,
Par termoelétrico,
Resistência elétrica.
O reservatório e parte do capilar são preenchidos por um líquido.
Na parte superior do capilar, existe um alargamento que protege
o termômetro no caso da temperatura ultrapassar seu limite
máximo.
"C
Líquidos utilizados:
Tolueno (-80 à 100°C),
100
90
Mercúrio (-35 à 550°C),
80
70
Álcool (-100 a 70°C), e outros.
60
CAPILAR
50
2. Radiação
Pirômetros óptico,
Pirômetros à radiação
40
30
Exatidão:
0,5 à 3%
Termômetro comum
ESCALA
20
10
0
0,1 à 0,5%
Termômetro padrão
10
LÍQUIDO
BULBO
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução - Dilatação de Líquido
Recipiente de Vidro
O reservatório e parte do capilar são preenchidos por um líquido. Na parte
superior do capilar, existe um alargamento que protege o termômetro no caso
da temperatura ultrapassar seu limite máximo.
"C
Líquidos utilizados:
Tolueno (-80 à 100°C),
100
Mercúrio (-35 à 550°C),
90
80
Álcool (-100 a 70°C), e outros.
CAPILAR
70
60
50
Exatidão:
0,5 à 3%
0,1 à 0,5%
Termômetro comum
40
30
ESCALA
Termômetro padrão
20
10
0
10
LÍQUIDO
BULBO
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução - Dilatação de Líquido
Recipiente Metálico
Neste termômetro, o líquido preenche todo o recipiente e sob o efeito
de um aumento de temperatura se dilata, deformando um elemento
extensível (sensor volumétrico)
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução - Dilatação de Líquido
Recipiente Metálico
Partes:
• Bulbo: dimensões variam de
acordo com o tipo de líquido e
com a sensibilidade.
• Capilar: diâmetro interno deve
ser o menor possível, para evitar
a influência da temperatura
ambiente.
• Elemento de Medição: Tubo de
Bourdon, podendo ser: tipo C,
tipo espiral e tipo helicoidal.
Bourdon
Capilar
Líquido
Mercúrio
Álcool Etílico
Bulbo
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução - Dilatação de Líquido
Recipiente Metálico
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução - Dilatação de Gás
1. Condução
Dilatação de líquido,
Idêntico ao termômetro de dilatação de líquido.
O volume preenchido com um gás a alta pressão.
Dilatação de gás,
Vapor saturante,
Baseado na Lei de Gay-Lussac :
Dilatação de sólido,
Par termoelétrico,
Resistência elétrica.
2. Radiação
Pirômetros óptico,
Pirômetros à radiação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução - Dilatação de Gás
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Vapor Saturante
1. Condução
Semelhante ao de dilatação de líquidos.
Dilatação de líquido,
Baseando na Lei de Dalton:
Dilatação de gás,
"A pressão de vapor saturado depende
somente de sua temperatura e não de
seu volume“.
Vapor saturante,
Dilatação de sólido,
Par termoelétrico,
Resistência elétrica.
2. Radiação
Pirômetros óptico,
Pirômetros à radiação
onde:
P = pressões absolutas relativas à
temperatura
T = temperaturas absolutas
Ce = calor latente de evaporação do
líquido
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Vapor Saturante
Bourdon
Capilar com
glicerina,
vapor ou
líquido
Vapor
Bulbo
Líquido volátil
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Vapor Saturante
Líquidos mais utilizados e seus pontos de fusão e ebulição
Líquido
Ponto de Fusão (oC)
Ponto de ebulição
(oC)
Cloreto de Metila
- 139
- 24
Butano
- 135
- 0,5
Éter Etílico
- 119
34
Tolueno
- 95
110
Dióxido de enxofre
- 73
- 10
Propano
- 190
- 42
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Dilatação de Sólidos
(Bimetálicos)
1. Condução
Dilatação de líquido,
Dilatação de gás,
Vapor saturante,
Dilatação de sólido,
Par termoelétrico,
Resistência elétrica.
2. Radiação
Pirômetros óptico,
Baseia-se no fenômeno da dilatação linear dos metais com a
temperatura.
Sendo:
Lt = Lo. ( 1 + .t)
onde:
t= temperatura do metal em oC
Lo = comprimento do metal à temperatura inicial de referência to
Lt = comprimento do metal á temperatura final t
 = coeficiente de dilatação linear
t= t - t o
Pirômetros à radiação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Dilatação de Sólidos
(Bimetálicos)
1. Condução
Dilatação de líquido,
Dilatação de gás,
Vapor saturante,
Dilatação de sólido,
Par termoelétrico,
Resistência elétrica.
2. Radiação
Pirômetros óptico,
Baseia-se no fenômeno da dilatação linear dos metais com a
temperatura.
Sendo:
Lt = Lo. ( 1 + .t)
onde:
t= temperatura do metal em oC
Lo = comprimento do metal à temperatura inicial de referência to
Lt = comprimento do metal á temperatura final t
 = coeficiente de dilatação linear
t= t - t o
Pirômetros à radiação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Dilatação de Sólidos
(Bimetálicos)
O termômetro bimetálico consiste em duas lâminas de metais com
coeficientes de dilatação diferentes sobrepostas, formando uma só peça.
Variando-se a temperatura do conjunto, observa-se um encurvamento
que é proporcional a temperatura.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Dilatação de Sólidos
(Bimetálicos)
Bi-Metálico Helicoidal - Na prática, a lâmina bimetálica é enrolada
em forma de espiral ou hélice, o que aumenta bastante a
sensibilidade.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Dilatação de Sólidos
(Bimetálicos)
Normalmente usa-se o invar (aço com 64% de Fe e 36% de Ni) com baixo
coeficiente de dilatação e o latão como metal de alto coeficiente de dilatação.
A faixa de trabalho vai aproximadamente de -50 a 800oC, sendo sua escala
bastante linear. Possui exatidão na ordem de +/-1%.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar (Termocouple)
1. Condução
Dilatação de líquido,
Consiste de dois condutores metálicos, de natureza
distintas. Os fios são soldados em um extremo (junta
quente ou junta de medição).
Dilatação de gás,
Vapor saturante,
Dilatação de sólido,
Par termoelétrico,
BLOCO DE
LIGAÇÃO
Resistência elétrica.
2. Radiação
JUNTA DE
MEDIDA
TERMOPAR
JUNTA DE
REFERÊNCIA
CABO DE
EXTENSÃO
Pirômetros óptico,
Pirômetros à radiação
GRADIENTE DE TEMPERATURA (T)
INSTRUMENTO
INDICADOR OU
CONTROLADOR
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Efeito Peltier
Quando se introduz um gerador em um circuito, ao circular uma
corrente elétrica "I" pelo circuito, observa-se que em uma das junções
ocorre um resfriamento T, enquanto na outra junção ocorre um
aquecimento de mesmo valor. Ao se inverter o sentido da corrente
elétrica inverte-se também o efeito de aquecimento e resfriamento nas
junções.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Efeito Termoelétrico de Thomson
A condução de calor ao longo dos fios metálicos de um par
termoelétrico, que não transporta corrente, origina uma distribuição
uniforme de temperatura em cada fio.
Quando existe corrente, modifica-se em cada fio a distribuição de
temperatura em uma quantidade não inteiramente devida ao efeito
Joule.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Efeito Seebeck
Quando a temperatura da junta de referência é mantida constante, verificase que a f.e.m. térmica é uma função da temperatura Tm da junção de
teste.
Junta de referência
Junta de medição
Seebeck é efeito o mais importante!
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Lei do Circuito Homogêneo
“A f.e.m. medida depende única e exclusivamente da composição química
dos dois metais e das temperaturas existentes nas junções.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Lei dos Metais Intermediários
“Em um circuito termoelétrico, composto de dois metais diferentes, a f.e.m.
produzida não será alterada ao inserirmos, em qualquer ponto do circuito, um
metal genérico, desde que as novas junções sejam mantidas a temperaturas
iguais.
Onde se conclui que:
T3 = T4 → E1 = E2
T3  T4 → E1  E2
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Lei das Temperaturas Intermediárias
"A f.e.m. produzida em um circuito termoelétrico de dois metais homogêneos e
diferentes entre si, com as suas junções as temperaturas T1 e T3, é a soma da
f.e.m. deste circuito, com as junções as temperaturas T1 e T2 e a f.e.m. deste
mesmo circuito com as junções as temperaturas T2 e T3”.
T1
T2
T3
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Circuito Equivalente

a
Cu
RT
x
T2 b
T1
Rv
Cu
y
Rv é a resistência interna do voltímetro.
RT é a resistência dos fios do termopar acrescido dos fios.
O voltímetro somente irá informar a f.e.m. () se:
Rv >> RT
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Curva de Calibração
A relação da f.e.m. termoelétrica com a temperatura, normalmente, não é
linear, mas para algumas faixas de temperatura, pode ser considerada
como se o fosse (veja a reta 1).
Potência termoelétrica :

P=
T
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Classificação
Nobres
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Medição de Temperatura
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Classificação
Cores de
Identificação
de Tipo e
Polaridade
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Classificação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Classificação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Classificação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Classificação
Termopar tipo “K”
Termopar tipo “R”
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Classificação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Cuidados
• Temperatura limite de uso,
• Meio onde o termopar será exposto,
• Seleção de materiais de tubos e poços de proteção,
• Proteção metálicas,
• Proteção cerâmicas.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Junta de Referência
As tabelas existentes da f.e.m. gerada em função da temperatura para os
termopares, têm fixado a junta de referência a 0°C.
Porém, nas aplicações práticas, a junta de referência se encontra à
temperatura ambiente.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Junta de Referência
Os instrumentos fazem a correção da junta de referência automaticamente,
com medição da temperatura nos terminais do instrumento através de circuito
eletrônico. Este circuito adiciona tensão correspondente a diferença de
temperatura de 0°C à temperatura ambiente.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Junta de Referência
Transmissor TT301 - SMAR
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Fios de Compensação
x
T1
Termopar
T3
T2
Fios de compensação
y
Na maioria dos casos o instrumento de medida e o termopar necessitam estar
afastados. Os terminais do termopar são conectados a um cabeçote e, a partir
delesão adaptados fios de compensação (mesmas características dos fios do
termopar, porém mais baratos) até o instrumento.
Na montagem apresentada acima, o sinal lido no instrumento é proporcional a
(T1 - T3).
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Fios de Compensação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Fios de Compensação
Obs.:
- Os códigos de cores marcados com o símbolo refere-se
somente ao tipo SX.
- Devido à não linearidade das curvas FEM x Temperatura dos
termopares tipos S, R, B, o erro introduzido no sistema pelo fio
ou cabo de compensação será variável quando expresso em
graus. Portanto os limites de erros são baseados nas seguintes
temperaturas das junções de medição:
- Os fios ou cabos WX e VX para termopar tipo K, foram
excluidos da ANSI MC 96.1 de 1982.
- Junção de referência a 0ºC.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Fios de Compensação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Fios de Compensação
Erros de Ligação
* Usando fios de cobre.
CABEÇOTE
CABO DE COBRE
38 °C
1,530 mV
0,00 mV
REGISTRADOR
24 °C
0,960 mV
TC TIPO K
20,735 mV
+ 20,735 mV
+ 0,000 mV
+ 0,960 mV
+21,695 mV
538 °C
 525 °C
ERRO = - 13 °C
FORNO
22,265 mV
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Fios de Compensação
Erros de Ligação
* Usando fios de compensação.
CABEÇOTE
CABO TIPO KX
38 °C
1,530 mV
0,570 mV
REGISTRADOR
24 °C
0,960 mV
TC TIPO K
20,735 mV
+ 20,735 mV
+ 0,570 mV
+ 0,960 mV
+ 22,265 mV  538 °C
538 °C
22,265 mV
ERRO = 0
FORNO
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Isolação Mineral
É constituído de um ou dois pares termoelétricos, que são isolados entre
si e da bainha metálica, pelo pó de óxido de magnésio, que possui
excelente condutibilidade térmica e alta compactação.
RABICHO
POTE
PÓ ÓXIDO DE
MAGNÉSIO
JUNTA DE
MEDIDA
Vantagens
a) Estabilidade.
b) Resposta Rápida.
c) Grande Resistência Mecânica e Flexibilidade.
d) Facilidade de Instalação.
e) Resistência a Corrosão.
f) Blindagem Eletrostática.
PLUG
BAINHA
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Arrranjo em Série (Termopilha)
Podemos ligar os termopares em série simples para obter a soma das mV
individuais.
FEMt = FEM1 + FEM2
FEMt = (2,271-1,00) + (2,023 - 1,00)
FEMt = 1,271 + 1,023
FEMt = 2,294 mV
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Arrranjo em Série (Oposta)
Para medir a diferença de temperatura entre 2
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Arrranjo em Paralelo
Ligando dois ou mais termopares em paralelo a um mesmo instrumento, teremos
a média das mV geradas nos diversos termopares se as resistências internas
foram iguais.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Aterramento
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termopar
Circuito Balanceado
Resistores
adicionais
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termômetros de Resistência
1. Condução
Dilatação de líquido,
A maioria dos metais
aumentam a resistência com a
temperatura.
Dilatação de gás,
Vapor saturante,
Dilatação de sólido,
Semicondutores diminuem a
resistência com a temperatura.
Par termoelétrico,
Resistência elétrica.
2. Radiação
Pirômetros óptico,
Pirômetros à radiação
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termômetros de Resistência
VANTAGENS DAS TERMORESISTÊNCIAS EM RELAÇÃO AO
TERMOPAR
1. Mais precisa que o termopar na sua faixa de uso;
2. Pode ser usadas a grandes distâncias;
3. Podem ser usados cabos de cobre comum nas ligações;
4. São mais estáveis que os termopares;
5. Sua curva de resistência elétrica () em função da
temperatura é mais linear que os termopares;
6. Os termômetros de resistência são considerados
sensores de alta precisão e ótima repetibilidade de leitura.
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Medição de Temperatura
Termômetro à Condução – Termômetros de Resistência
TERMÔMETROS DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA
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A leitura é feita diretamente num ohmímetro.
Os principais metais usados são a Platina (Pt) e o Níquel (Ni).
TIPOS DE TERMÔMETROS DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Os elementos sensores são, basicamente, de dois tipos :
TERMISTORES – Resistências com cerâmica ou polímeros
(baixa precisão, maior faixa)
Aplicação: Indústria
RTDs – Termoresistências - Resistências com metais. (alta precisão,
menor faixa)
Aplicação: Laboratórios
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Termistores
Os termistores são sensores fabricados com materiais
como cerâmica ou polímeros ou semi-condutores como óxido
de magnésio, cobalto, silício ou o germânio dopados com
algum outro material como o latão ou determinadas ligas de
cobre(???).
Vantagem: tamanho físico muito pequeno.
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Termistores
Coeficiente Negativo (NTC)
Os termistores do tipo NTC podem ser
classificados sob quatro tipos principais:
1) De pequenas dimensões físicas,
2) De grandes dimensões físicas,
3) Termistores em bloco,
4) Termistor aquecido indiretamente.
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Termistores
Coeficiente Negativo (NTC)
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Termistores
Coeficiente Negativo (NTC)
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Termistores
Coeficiente Positivo (PTC)
Seu valor de resistência aumenta rapidamente quando uma
determinada temperatura é ultrapassada.
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Termistores
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Termoresistências - RTDs
Os RTDs (Resistance Temperature Detector) são elementos
detetores resistivos formados por materiais como Platina, Níquel
ou ligas de Cobre-Níquel.
Estes materiais exibem um coeficiente positivo de resistividade.
Atualmente, as termoresistências de Platina mais usuais são:
Pt-25,5 , PT-100 , PT-120 , PT-130 , PT-500 .
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Termoresistências - RTDs
Coil elements
Materiais + utilizados: Pt, Cu ou Ni
* Alta resistividade, melhor sensibilidade,
* Alto coeficiente de variação (R*T),
* Ter rigidez e dutibilidade: fios finos.
Ni/Cu: isolação: esmalte, seda, algodão ou fibra de vidro ( T < 300°C )
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Termoresistências - RTDs
Film thermometers
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Termoresistências - RTDs
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Termoresistências - RTDs
Características da Pt100 (100 Ω à 0°C)
* Padrão de Temperatura: - 270 à 660°C,
* Alta estabilidade e repetibilidade,
* Rápido tempo de resposta.
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Termoresistências - RTDs
onde
RT = Ro[1 + (T-To)]
• Ro é a resistência a 0 C,
• RT é a resistência na temperatura T e
•  é o coeficiente de temperatura do metal.
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Termoresistências - RTDs
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Termoresistências - RTDs
INSTALAÇÃO DE UMA PT-100 NO TROCADOR DE CALOR
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Termoresistências - RTDs
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Termoresistências - RTDs
CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Em medidas elétricas, diodos, transistores ou termistores,
produzem não-linearidade do sinal.
Por isto, RTDs são medidos por um circuito em Ponte de
Wheatstone, onde o sensor de temperatura será um dos
quatro elementos da ponte
R1 x R3 = R2 x R4
PT100
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Termoresistências - RTDs
Ligação à 2 fios: É a maneira mais simples de se ligar uma
termoresistência, porém é a menos exata pois o valor das resistências
RL1 e RL2 dos fios de ligação são adicionados ao valor de resistência da
Pt-100. Usado para distâncias de até 3 metros.
Se R2 >> R3 e R1>> Rsens, R1 = R2 e Rsens = RPT100 + RL1 + RL2
Tem-se EAB = E (Rsens – R3)/R1
E
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Termoresistências - RTDs
Ligação à 3 fios: mais utilizado na indústria.
Fornece uma ligação numa extremidade da termoresistência e duas na outra
extremidade.
A ponte estará em equilíbrio quando R1 x (R3 + RL1) = R2 x (RPT100 + RL2)
e tem-se: EAB = E ( Rsens/(Rsens+R1) – R1/(R2 + R3 + RL1))
onde R1 = R2 e Rsens = RPT100 + RL2
E
Obs: Compensa a variação da temperatura ambiente sobre a linha.
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Termoresistências - RTDs
Ligação à 4 fios: tetrapolar
Elimina totalmente a resistência dos cabos de ligação.
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Termoresistências - RTDs
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Termômetro à Condução – Termômetros de Semicondutores
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Termômetro à Condução – Termômetros de Semicondutores
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Termômetro à Condução – Termômetros de Semicondutores
A tensão Vbe é uma função linear
da temperatura
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Termômetro à Condução – Termômetros de Semicondutores
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Termômetro à Radiação – Termômetros Ópticos
1. Condução
Dilatação de líquido,
Dilatação de gás,
Radiação térmica é a radiação eletromagnética emitida
por um corpo como resultado de sua temperatura. A
radiação térmica corresponde à faixa de comprimentos
de onda de 0,1 a 100µm.
Vapor saturante,
Dilatação de sólido,
Par termoelétrico,
Resistência elétrica.
2. Radiação
Pirômetros óptico,
Pirômetros à radiação
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Termômetro à Radiação – Termômetros Ópticos
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Termômetro à Radiação – Termômetros Ópticos
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Termômetro à Radiação – Termômetros Ópticos
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Termômetro à Radiação – Termômetros Ópticos
Infrevermelho -40º a 4600ºC
Visivel acima de 1.064,43°C
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Termômetro à Radiação – Termômetros Ópticos
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Termômetro à Radiação Total
Radiação é coletada por um arranjo óptico fixo e
dirigida a um detetor do tipo termopilha.
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Termômetro à Radiação Total
Utilizado para temperaturas superiores a 550ºC. Alguns tipos mais
sensíveis operam em faixas bem mais baixas (50º a 375ºC).
Diafragma
Espelho
Protetor
Detetor
Sinal do
Detetor
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Termômetro à Condução – Termômetros de Resistência
Sensores de Temperatura Integrados
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Sensores de Temperatura Integrados
Block diagram and pinout of TMP-1 monolithic, programmable temperature
controller.
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