Sensores de temperatura

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Associação de Ensino Superior Unificado do Centro Leste - UCL















METROLOGIA E SENSORES
TEMPERATURA







COLABORADORES:

Arlon Calatrone Pandini
Bruno Barreto Soares
Marcos Alberto M. Filho
Wanderson A. Silva








UCL, Agosto de 2004




Arlon Calatrone Pandini
Bruno Barreto Soares
Marcos Alberto M. Filho
Wanderson A. SilvaMETROLOGIA E SENSORES
TEMPERATURA







Trabalho de TGA apresentado ao professor da Associação de Ensino Superior Unificado do Centro Leste (UCL), como parte da obtenção de nota do semestre.

Orientador: Prof. José Tasso Aires de Alencar Filho





UCL, Agosto de 2004

SUMÁRIO


1. INTRODUÇÃO 5
2. RESUMO 5
3. CONCEITO DE TEMPERATURA 5
4. ESCALAS 6
5.MEDIDORES DE TEMPERATURA 6
6. SENSORES DE CONTATO DIRETO 7
6.1. Termômetro Manométrico 7
6.1.1. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 8
6.1.2. TIPOS DE GÁS DE PREENCHIMENTO 9
6.1.3. APLICAÇÕES 9
6.2. Termômetros Piroelétricos 9
6.2.1. SENSORES PIROELETRICOS 10
6.2.2. APLICAÇÕES 13
6.3. Termômetro Resistivo 14
6.3.1. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 14
6.3.2. PRINCÍPIO DE TRANSDUÇÃO 15
6.3.3. VANTAGENS EDESVANTAGENS 16
6.3.4. APLICAÇÕES 17
6.4. Termopar 18
6.4.1. EFEITOS TERMOELETRICOS 18
6.4.2. PRINCÍPIOS DE OPERAÇÃO 20
6.4.3. MATERIAIS TERMOELETRICOS 21
6.4.4. CONVERSÃO DE TENSÃO PARA TEMPERATURA 23
6.4.5. TEMPERATURA DE REFERENCIA DA JUNÇÃO FRIA 25
6.4.6. FONTES DE ERRO 26
6.5. Termistores 26
6.5.1. INTRODUÇÃO 26
6.5.2. CARACTERISTICAS 28
6.5.3. AUTO-AQUECIMENTO 30
6.5.4. MÉTODOSDE MEDIDA 30
6.6. Termômetros Bimateriais 31
6.6.1. INTRODUÇÃO 31
6.6.2. EQUAÇÕES BÁSICAS 32
6.6.3. TERMOLOGIA 33
6.6.4. SENSIBILIDADE E EXATIDÃO 34
6.6.5. APLICAÇÕES 34
6.7. Termômetro de líquido-gás 34
6.7.1. DESCRIÇÃO GERAL 35
6.7.2. EFEITOS DA CONTANTE TEMPO 38
6.7.3. EFEITOS DA CAPACIDADE TÉRMICA 38
7. SENSORES DE CONTATO INDIRETO 39
7.1. Introdução 39
7.2. O Princípio daRadiação 39
7.3. Detecção da Radiação 39
7.3.1. PIROMETRO ÓPTICO 39
7.3.2. TERMODETECTORES 40
7.3.3. FOTODETECTORES 41
7.3.3.1. Células Fotocondutivas 41
7.3.3.2. Células Fotovoltaicas 42
7.3.4. TERMOMETRO POR CAPACITORES E DIODOS (JUNÇÃO P-N) 42
8. CONCLUSÃO 44
9. BIBLIOGRAFIA 44


































1. INTRODUÇÃO

Temperatura é sem dúvida avariável mais importante nos processos industriais, e sua medição e controle, embora difíceis, são vitais para a qualidade do produto e a segurança não só das máquinas como também do homem. Não é difícil de se chegar a esta conclusão, basta verificar que todas características físico-químicas de qualquer substância alteram-se de forma bem definida com a temperatura.
Assim sendo, uma determinadasubstância pode ter suas dimensões, seu estado físico (sólido, líquido, gasoso), sua densidade, sua condutividade, etc..., alterados pela mudança conveniente de seu estado térmico.
Então, qualquer que seja o tipo de processo, a temperatura afeta diretamente o seu comportamento provocando, por exemplo:
• ritmo maior ou menor na produção;
• uma mudança na qualidade do produto;
• um aumento ou diminuiçãona segurança do equipamento e/ou do pessoal;
• um maior ou menor consumo de energia;

e, por conseguinte, um maior ou menor custo de produção.

2. RESUMO

Abaixo descrito os principais tipos de sensores de temperatura, princípio de transdução, características e suas aplicações nas industrias.


3. CONCEITO DE TEMPERATURA

Ainda que a temperatura seja uma propriedade bastante familiar,é difícil encontrar-se uma definição exata para ela. Estamos acostumados à noção de “temperatura” antes de mais nada pela sensação de calor ou frio quando tocamos um objeto. Além disso, aprendemos logo, por experiência, que ao colocarmos um corpo quente em contato com um corpo frio, o corpo quente se resfria e o corpo frio se aquece.
Dois corpos são ditos em equilíbrio térmico, ou seja, à...
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