Transdutores de temperatura – termopar

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Relatório do Trabalho Prático nº 3 de Instrumentação
Transdutores de Temperatura – TERMOPAR

1. Objectivos.
Estudo das características de um termopar do tipo K.
2. Introdução.
O termopar é um transdutor usado para medir temperatura. Este consiste
na união de dois metais diferentes que quando expostos a uma dada
temperatura produzem uma tensão muito pequena, isto é, quando se faz
umajunção de dois materiais metálicos diferentes, a diferença de
temperatura entre esta junção e a outra extremidade gera uma f.e.m.
proporcional à variação da temperatura (efeito de Seebeck). A união entre
os dois metais é chamada de junção quente e aoutra extremidade é a
junção fria ou de referência.

Usando o efeito de Seebeck, a medição de uma temperatura pode ser
sempre efectuada desde que seconheça a temperatura da junção de
referência e a correlação f.e.m. versus temperatura. Esta correlação é dada
por tabelas relativas a cada tipo de termopar, no entanto, os valores
fornecidos por estas tabelas são relativos a medições efectuadas com a
temperatura da junção de referência igual 0ºC, se a medição que estivermos
a efectuar tiver como referência outra temperatura qualquer énecessário
efectuar a compensação da junção fria.

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Relatório do Trabalho Prático nº 3 de Instrumentação
Transdutores de Temperatura – TERMOPAR

3. Material Utilizado.




4.

Módulo controlador de temperatura e condicionador de sinal G10A.
Estufa com duas termoresistências do tipo Pt100 e um termopar do
tipok.
Fonte de alimentação simétrica e estabilizada.
Três Multímetrosdigitais com, pelo menos, 3½ dígitos.

Procedimento experimental.









Ligar o termopar em ensaio aos terminais de um voltímetro, e o RTD
auxiliar aos terminais 3, 2 e 1 (cor distinta dos restantes) do
controlador de temperatura, Módulo G10A.
Ligar, também, o RTD padrão aos terminais de um Ohmímetro
(condutores de cor distinta).
Alimentar o Módulo G10A com tensões simétricasde ±12V. Ligar o
terminal de 0 (zero) volts em primeiro lugar e só depois os terminais
de +12V e -12V.
Colocar um voltímetro digital no terminal 9 (saída de IC4), no qual se
obtém a temperatura da estufa através do RTD auxiliar. Colocar
outro voltímetro digital no terminal 13 (saída de IC7) de modo a
medir a temperatura de referência. Em ambos os terminais tem-se
um ganho de tensão de 20mVºC-1.
Realizar as medições de tensão com incrementos de temperatura de
50ºC, e preencher a tabela 1. De modo a controlar a temperatura
dever-se-á ajustar o valor de referência através do potenciómetro P1
(Temp set-point), tendo o cuidado de retirar as medidas somente
quando houver um aquecimento uniforme da estufa. Para realizar o
controlo de temperatura deve ser realizada a ligação entre osterminais 14 e 15. Deve ainda ser seleccionado um controlador do
tipo proporcional-integral (PI) posicionando o interruptor S1A
(Function Mode) na posição B e ajustando o ganho proporcional a 25
com o potenciómetro P2 (Gain).

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Relatório do Trabalho Prático nº 3 de Instrumentação
Transdutores de Temperatura – TERMOPAR

A tabela que se apresenta a seguir contêm os valores obtidosexperimentalmente.

Módulo G10 A
T (°C)
0
Tambiente
50
100
150
200
250
300
350
400

U (V)
0,000
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000

U' (V)
0,998
2,012
3,009
4,006
5,003
6,001
7,005
7,982

URTDaux' (V)
1,100
2,077
3,042
4,012
4,995
5,979
6,979
7,956

RTD Padrão
RRTD'
TRTD'
(Ω)
(°C)
100,00
0,00
108,40
21,56
121,30
54,95
139,40
102,38157,00
149,14
174,90
197,44
192,50
245,64
209,90
294,03
227,40
343,49
244,20
391,71

Termopar em ensaio
E' (mV)
0,00
0,09
1,50
3,57
5,55
7,47
9,44
11,47
13,53
15,58

T' (°C)
0,00
21,56
56,06
105,81
154,81
202,81
251,31
300,78
350,30
398,87

Tabela 1.

Legenda:
U’- Tensão de referência do controlador de temperatura (20mVºC-1);
URTDaux’- Tensão obtida...
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