12 - termopares

Instrumentao

para Medio

M. Teresa RestivoAula 11/12

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Algumas Questes

Alguns Clculos

MEDIO DE TEMPERATURA

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Sensores/Transdutores: Princpios Fsicos

Expanso Tmica termmetro de vidro(gs, lquido)

termmetro presso

elementos bimetlicos

Variao de Resistncia RTDs (e NTCs)Efeito Termoelctrico TermoparesEmisso de Radiao de Calor Pirmetros pticos

Variao de Frequncia Ressonncia - termetros de quartzo

Termometria acstica

Termometria por fibra ptica

Transdutores integrados

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Termoeletricidade:Leis Termoeltricas

I - Lei das temperaturas interiores

utilizao corrente de termopares em fornos com local de medio afastado

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II - Lei dos metais intermdios

soldadura entre os dois elementos no introduz qualquer alterao

dTSdTSdTSdTSdTSJ

bB

a

JB

J

J

J

J

J

JAXAba

2

1

4

2

3

4

1

3, )( 12, TTS BA

ligao a conectores dos aparelhos de medio (aparecimento de duas junes suplementares) no introduz alterao no valor da f.e.m. termoelctrica

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Termoelectricidade:Leis Termoelctricas

III - Lei da temperatura intermdia

BB

A

A

A

B B

BB

)( 23,2 TTS BA

possvel utilizar as tabelas de calibrao desde que a temperatura de referncia seja conhecida, mesmo que o seu valor no seja 0 C

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III - Lei da temperatura intermdia

A f.e.m. gerada por um termopar do tipo k 6.000 mV quando a sua junoquente se encontra numa estufa para tratamento trmico de materiais. Esta

medio realizada estando a juno fria temperatura de funcionamento de

um voltmetro. Essa temperatura de 22,5 C.

f.e.m. correspondente temperatura de 22,5 C 0,899 mV;

O valor deve ser adicionado a 6,000 mV para corrigir os 22,5 C da juno fria!

Finalmente, atravs da tabela, a temperatura da estufa pode ser calculada:

(6,000 + 0,899) mV 160 C.

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IV - Lei da adio de f.e.ms. termoelctricas

A

AR

BR

ARBR

A

B B B

R R

R R

)( 12, TTS RAAR

)( 12, TTS RBAR

)( 12, TTS BABRAR

Possvel a realizao de alguns termopares no normalizados, recorrendo, para sua utilizao, s tabelas de referncia dos termopares normalizados

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Termoeletricidade: Compensaoeletrnica de juno fria

Medio de uma temperatura de 1000 C com um

termopar do tipo R: a no compensao da juno

de referncia, estando esta a 20 C, acarreta um

erro da ordem de 0,5 %

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Termoeletricidade: Compensaoeletrnica de juno fria

V

R1

R2 R3

Rt

A

B

Cu

Cu

Junoquente

Junoreferncia

Sensor trmico integrado em ponte de medio

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Termoeletricidade: Transmissores de temperatura

TRANSMISSOR2 CONDUTORES

ALIMENTAO

R

V

4 : 20 mA

12 /60 V DC

Qual a sensibilidade deste sistema?

(20-4)*10-3A/1000 C )= 16 A/C

Considerar um transdutor de temperatura com sada

em corrente, designado habitualmente por transmissor

de temperaturaTransmissor

Temperatura0 C a 1000 C

4 a

20 mA

V Dispositivo

medio

Para adquirir este sinal com uma carta A/D que

soluo usar de modo a compatibilizar com uma

entrada de 0/1 V e a retirar toda a vantagem do

sistema de medio?

(16*10-6A/C*1000 C )*R + (4*10-3 A)*R =1V

Transmissor

Temperatura0 C a 1000 C

4 a

20 mA

V Dispositivo

medio

Considerar um transdutor de temperatura com sada

em corrente, designado habitualmente por transmissor

de temperatura

Medio de temperatura usando termopares e RTD.

a) Na medio de temperatura frequente falar-se nos

erros devidos ao efeito de autoaquecimento. Estes

surgem em ambos os tipos de sensores/transdutores

de temperatura aqui considerados? Justifique.

b) Como devem ser controlados estes efeitos de

autoaquecimento?

Num sistema de dois tanques (A e B) a diferena de temperatura

medida por um termopar do tipo K (sensibilidade mdia 40 V/C)

e um >Voltmetro (escala 2 mV, 20 mV). A temperatura do

tanque B medida usando um transmissor de temperatura

(entrada: -10 C a +150 C; sada: 4 mA a 20 mA). Determine:

a) A resoluo do sistema de med. Temp. usando o termopar

b) A sensibilidade do sist. Med. baseado no transm. temperatura

c) A temperatura do tanque A,

quando a corrente de sada do

transmissor 12 mA e o valor lido no

multmetro o indicado na figura.

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