Sensores de temperatura

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Medição
de Temperatura

Introdução
A temperatura é uma importante grandeza a ser medida em
muitos processos, pois é um fator limite para muitas
operações
Pode-se pensar em temperatura como sendo o potencial
que causa o fluxo de calor de um ponto de mais alta
temperatura para um ponto de mais baixa temperatura
A medição correta de temperatura é complexa, por ser
facilmente influenciadapor fatores externos aos dispositivos
de medida ou pela inércia térmica inerente ao sistema

• A temperatura é quantificada através de escalas
padronizadas, as mais utilizadas são a escala Celsius
[ºC] e a Fahrenheit [ºF]. No Sistema Internacional (S.I.)
utiliza-se à escala absoluta Kelvin
• Relação entre as escalas:

C F − 32 K − 273,15
=
=
5
9
5

• Classificação
Medidores deTemperatura

Termômetros de
Efeito Mecânico

Termômetros de
Efeito Elétrico

Medidores por
Radiação

Termômetros de Efeito Mecânico
Termômetro por expansão de líquido
A medição de temperatura é feita através da leitura da posição do liquido
na escala graduada

Termômetro bi-metálico
Dois metais de diferentes coeficientes de dilatação linear
são unidos numa determinadatemperatura.
Ao submeter à junta a uma temperatura determinada ela
se curvará no sentido da indicação da temperatura

9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico

Termômetros de Efeito Elétrico
Este tipo de medição é mais conveniente já que
estes métodos permitem obter um sinal mais
facilmente detectável, amplificável e usado para
propósitos de controle

Termômetros por resistência elétrica
•1821 - Thomas Seebeck descobriu a termoeletricidade e
Sir Humphrey Davy anunciou que a resistividade dos
metais apresentavam uma marcante dependência com a
temperatura
• Quinze anos mais tarde Sir William Siemens apresentou
a platina como elemento sensor em um termômetro de
resistência

9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico

Termoresistência, ou termômetros de resistência, são
nomesgenéricos para sensores que variam sua resistência
elétrica com a temperatura
Os materiais de uso prático recaem em duas classes
principais:
condutores e semicondutores
Condutores: são
chamados termômetros
de resistência ou
termoresistências
Semicondutores: são
chamados termistores
Relação temperatura X resistência para dois tipos de sensores

9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico

9.3.3.1- Termoresistências metálicas
Termoresistências metálicas são construídas a
partir de fios ou filmes de platina, cobre, níquel e
tungstênio para aplicações a alta temperatura
Variação de resistência elétrica:
R = Ro (1 + a1.T + a2.T2 + a3.T3 + ...+ an.Tn)
onde Ro = resistência a T=0 oC.

9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico

Normalmente o sensor é construído em um filme metálico
ou emum pequeno enrolamento a partir de um fio muito
fino

Termômetro por resistência elétrica

9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico

É desejável a maior variação da resistência por grau
para um dado valor de resistência (alta resistividade) para
obter-se a maior sensibilidade na medição.
A platina é o material mais adequado sob o ponto de
vista de precisão e estabilidade mas apresenta oinconveniente do custo.
A saída dos termômetros é geralmente medida por
algum tipo de ponte (Wheatstone) e o termômetro ligado a
esta por meio de 2, 3 ou 4 fios dependendo da precisão
desejada.
Seu limite superior de uso é de 535°
C

9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termistores

Termistores
Os primeiros tipos de sensores de temperatura de resistência de
semicondutores foramfeitos de óxido de manganês, níquel e cobalto,
moídos e misturados em proporções apropriadas e prensados numa
forma desejada.
Relação resistência/temperatura:

R
= eβ(1/ T −1/ T0 )
R0
Tipos de termistores

onde
R é a resistência do termistor na temperatura T (Ω),
R0 = resistência na temperatura T0 (Ω),
β é a constante característica do material (K),
βT é a temperatura a ser medida...
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