MEDIÇÃO DE TEMPERATURA
(TERMOPAR)
Prof. Sandro Metrevelle M. L. Silva
Fenômenos de Transporte
EME – 313
André Müller Marinho
EAM - 15.687
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Relatório sobre termopares, Provas de Engenharia Ambiental
Principais formas de medição de temperatura com maior enfoque em termopares e seu funcionamento
Tipologia: Provas
Antes de 2010
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MEDIÇÃO DE TEMPERATURA
(TERMOPAR)
Prof. Sandro Metrevelle M. L. Silva
Fenômenos de Transporte
EME – 313
André Müller Marinho
EAM - 15.
INTRODUÇÃO
Obter a temperatura de corpos ou ambientes tem uma importância cada vez maior para o desenvolvimento da tecnologia e do conforto humano, ela é de forma simplificada o grau de
agitação das moléculas, para medi-la utilizam-se termômetros.
Em indústrias um erro na medição de temperatura pode trazer conseqüências graves,
como destruição de equipamentos ocasionado acidentes. Em nossa rotina uma falha na
medição pode ocasionar mau funcionamento de vários equipamentos que utilizamos como
carros, geladeiras e fornos. Uma importante utilização para termômetros é na medicina, pois
mesmo uma alteração de poucos graus na temperatura corporal de uma pessoa pode ter
graves efeitos, deste modo uma correta medição torna-se indispensável. Para esse fim ao
longo do tempo desenvolveram-se vários tipos de termômetros tendo como principais os de
liquido em vidro, de pressão, de radiação, de lâmina bimetálica e termopar. Mas como todas as tecnologias existem vantagens e desvantagens em cada método vale salientar as principais
características de cada tipo de termômetro.
- Liquido em vidro: É bem versátil, se for variado o liquido consegue-se uma larga faixa
de aplicação, porém se for de qualidade, com uma alta precisão, torna-se relativamente caro se
for considerada a sua fragilidade a impactos. Um termômetro de liquido em vidro é composto
de bulbo, haste, tubo capilar, escala principal e auxiliar e câmaras de contração e expansão.
- De pressão: É um dos termômetros mais econômicos e versáteis, sendo bastante
usado na indústria. Consiste em um bulbo contendo líquido, gás ou vapor, um tubo capilar e
um medidor de pressão. Para medições remotas, capilares de até 60 metros são usados.
- (^) De radiação: Atuam a sem contato com o objeto, São usados em sistemas que emitem
radiação, podem medir temperaturas entre -50°C e 3000°C. Tem como principal desvantagem
o alto custo e complexidade.
- De lâmina bimetálica: São muito utilizados como termostatos, tem como característica
baixo custo, resistência mecânica, exatidão (0,5% a 1% do fundo de escala) e elevado tempo
de resposta.
- Termopar: O principal tipo de termômetro, são sensores de maior uso industrial para
medição de temperatura. Essa forma de medição baseia-se no fato de que ao se conectar fios de dois materiais diferentes são geradas diferença de potencial e corrente podendo ser
detectados. A relação entre a tensão e as temperaturas T 1 e T (^) 2 , é chamada de efeito Seebeck.
Eles cobrem uma faixa bastante extensa de temperatura que vai de aproximadamente -200 a
2300ºC, com boa precisão e repetibilidade aceitável. Indica a temperatura quase
imediatamente, com custos bem inferiores a outros tipos de sensores.
OBJETIVO:
RESULTADOS:
Tabela 2 – Medição por termopar
Padrão (°C) Canal-01 (°C) Canal-02 (mV) 30 30,2 1, 32 32,4 1, 34 34,3 1, 36 36,5 1, 38 38,4 1,
Gráfico 1 : Padrão com o canal-
Gráfico 2: Padrão x Diferença de potencial
Gráfico 3 : Padrão para curva Temperatura x Ddp
Junção de referencia a 0°C
Gráfico construído a partir de parte da tabela para termopar do tipo T encontrada no site do IOPE.
As curvas de calibração dos termopares seguem a tendência esperada, com padrão linear. Pode se observar que a temperatura obtida pelo termopar com compensação eletrônica (canal 1) não correspondeu com exatidão com o padrão isso se deve provavelmente a um erro sistemático, podendo ser observado devido ao padrão nos desvios que ficaram entre 0,2°C e 0,5°C. O tempo para a estabilização da temperatura do banho térmico foi insuficiente, pois o mais correto seria aguardar cerca de 20 minutos a cada mudança. Esse erro sistemático pode ser causado por um ou mais instrumentos descalibrados, como o termômetro do banho térmico ou a compensação térmica da aquisição de dados.
Com o gráfico do canal 2 pode se obter a equação da reta de tendência, para por fim utilizando o termopar do tipo T , compensações (térmica ou eletrônica) e um multímetro, medir temperaturas eletronicamente.
Comparando o gráfico 2 com o gráfico 3 pode-se perceber que o gráfico 2 obtido no experimento aproximou-se do padrão já feito com a metodologia mais adequada (padrão IOPE), até mesmo as equações ficaram bem próximas, essas diferenças podem ser atribuídas a erros cometidos na metodologia do termopar que utilizou o banho de gelo como compensação térmica. Este banho não teve a água circulada podendo causar estratificação (separação por diferença de densidade), portanto tornando imprecisa a compensação térmica o que causaria erros nas voltagens constatadas. Outro item importante para erros ocorridos se
deve ao fato de a garrafa não estar completamente vedada, prejudicando o isolamento térmico, esta associação de erros deixou a junta de referencia a uma temperatura acima de 0°C, portanto alterando a tensão lida.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
Disponível em: