Sensores de calor

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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA

SENSORES DE TEMPERATURA

Elaine Grisa Evandro Suzin Rafael Feier

MEDINDO A TEMPERATURA - INSTRUMENTOS HISTÓRIA O corpo humano é um "péssimo" termômetro, pois alem de ser um instrumento diferencial, ou seja, só consegue distinguir entre o "mais quente e mais frio" em relação a sua própria temperatura é vulnerável aoutros erros considerando variáveis como a condução térmica: um metal aparenta ser "mais frio" do que a madeira, por exemplo, apesar de estarem a mesma temperatura! O conceito de temperatura não pode e nem deve ser confundido com o CALOR! Calor é a energia que aquece um corpo e eleva a sua TEMPERATURA. O que é mais fácil aquecer: um litro de água ou um litro de ar? Galileu Galilei é geralmente tidocomo o primeiro inventor do um TERMOMETRO - 1592 instrumento para medir a temperatura de um corpo. O verdadeiro termômetro foi inventado pelo médico italiano Santorio Santorre em 1612 Em 1714, Fahrenheit, um conhecido fabricante holandês de instrumentos de precisão, criou um escala universalmente aceita, pois era REPRODUTIVA e de precisão. Eram os termômetros de mercúrio de boa precisão erepetitivos. Ele fixou dois pontos bem determinados de temperatura como referencia: o inferior atribuído como zero grau (32 graus Celsius) referenciado como o ponto de congelamento de uma mistura de água e sal (a temperatura mais baixa que ele pode obter). O outro extremo, considerou a temperatura normal do corpo humano, e designou-a por 96 graus. Na época era comum dividir as escalas em 12 partes. Paraobter maior definição Fahrenheit optou por dividi-la inicialmente em 24 partes, depois em 48, e finalmente em 96 partes! (a explicação do valor 96). A escala Fahrenheit ganhou muita popularidade. Em 1742 o físico sueco Anders Celsius, adotou como referencia o ponto de fusão/ebulição da água. Curiosidade: inicialmente o zero graus Celsius foi atribuído ao ponto de ebulição da água, e o 100 graus aoponto de congelamento. Depois os valores foram invertidos, nascendo à escala CENTIGRADA (cem partes) Foi em 1948 que esta escala foi nomeada de ESCALA CELSIUS. MÉTODOS DE MEDIDA - SENSORES Para medir a temperatura podemos utilizar: termômetros de mercúrio, termômetros digitais, bimetal, etc. Quero apresentar neste texto algumas experiências que fiz utilizando técnicas e componentes simples, atravésde circuitos eletrônicos. Em primeiro lugar é necessário conseguir um SENSOR, ou seja aquele elemento que vai "sentir" a temperatura e passar esta informação ao circuito de leitura. Existem alguns componentes que sofrem alterações em suas propriedades em função da temperatura a que ficam expostos, dentre eles os mais conhecidos são os termistores NTC e PTC. O NTC é um componente resistivo queresponde com uma DIMINUIÇÃO do valor ôhmico à medida que a temperatura se ELEVA (coeficiente negativo de temperatura), enquanto que o PTC, possue característica inversa, responde com um AUMENTO do valor ôhmico à medida que a temperatura se ELEVA, conhecido também como POSISTOR. (coeficiente positivo de temperatura). Em principio ambos podem ser utilizados como SENSORES, porém algumas diferenças deconceito os distingue, conforme a aplicação. O PTC por exibir características de maior linearidade e sensibilidade é o mais apropriado quando se exige melhor resolução. Outro detalhe: tanto o PTC como o NTC inseridos em um circuito eletrônico (circula corrente) dissipam (geram) uma POTÊNCIA própria representada pelo aquecimento produzido pela passagem da corrente elétrica. No NTC, esta característicapode assumir um caráter DESTRUTIVO, pois o seu efeito é de AVALANCHE térmica.

Pela elevação da temperatura a resistência ôhmica de um NTC diminue, aumentando a circulação de corrente que por sua vez produz maior aquecimento… e assim por diante. Esta situação, dependendo do circuito, poderá levar a um catastrófico final: maior calor, menor resistência, maior consumo, maior aquecimento...
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