medição de temperatura prof. hélio padilha. termometria termometria significa...

Click here to load reader

Download MEDIÇÃO DE TEMPERATURA Prof. Hélio Padilha. Termometria Termometria significa Medição de Temperatura. Termometria significa Medição de Temperatura. Eventualmente

Post on 18-Apr-2015

113 views

Category:

Documents

7 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Slide 1
  • MEDIO DE TEMPERATURA Prof. Hlio Padilha
  • Slide 2
  • Termometria Termometria significa Medio de Temperatura. Termometria significa Medio de Temperatura. Eventualmente o termo Pirometria tambm aplicado com o mesmo significado, porm, baseando-se na etimologia das palavras, podemos definir: Eventualmente o termo Pirometria tambm aplicado com o mesmo significado, porm, baseando-se na etimologia das palavras, podemos definir: Pirometria: medio de altas temperaturas, na faixa em que os efeitos de radiao trmica passam a se manifestar. Pirometria: medio de altas temperaturas, na faixa em que os efeitos de radiao trmica passam a se manifestar. Criometria: medio de baixas temperaturas, ou seja, prximas ao zero absoluto de temperatura. Criometria: medio de baixas temperaturas, ou seja, prximas ao zero absoluto de temperatura. Termometria: termo mais abrangente que incluiria tanto a Pirometria quanto a Criometria. Termometria: termo mais abrangente que incluiria tanto a Pirometria quanto a Criometria.
  • Slide 3
  • Temperatura - escalas A temperatura quantificada atravs de escalas padronizadas, as mais utilizadas so a escala Celsius [C] e a Fahrenheit [F], ambas com o nome de seus criadores. No Sistema Internacional (S.I.) utiliza-se a escala absoluta Kelvin, que base para pesquisas e estudos cientficos. A temperatura quantificada atravs de escalas padronizadas, as mais utilizadas so a escala Celsius [C] e a Fahrenheit [F], ambas com o nome de seus criadores. No Sistema Internacional (S.I.) utiliza-se a escala absoluta Kelvin, que base para pesquisas e estudos cientficos.
  • Slide 4
  • Tipos de medidores Os medidores de temperatura podem ser divididos em dois grandes grupos: o termmetros de efeito mecnico e o termmetros de efeito eltrico. O primeiro grupo tem como princpio de medio a dilatao dos materiais e o segundo tem como base as propriedades termeltricas e resistivas dos materiais. Existem ainda um terceiro grupo de medidores por radiao (ondas eletromagnticas). Os medidores de temperatura podem ser divididos em dois grandes grupos: o termmetros de efeito mecnico e o termmetros de efeito eltrico. O primeiro grupo tem como princpio de medio a dilatao dos materiais e o segundo tem como base as propriedades termeltricas e resistivas dos materiais. Existem ainda um terceiro grupo de medidores por radiao (ondas eletromagnticas).
  • Slide 5
  • Termmetros de efeito mecnico Termmetro de lquido em vidro Termmetro de lquido em vidro A medio de temperatura feita atravs da leitura da posio do liquido na escala graduada. A medio de temperatura feita atravs da leitura da posio do liquido na escala graduada. Utiliza-se geralmente lcool ou mercrio. Por exemplo, um dos dispositivos (termmetro) mais antigos o termmetro de vidro, que se baseia na expanso do mercrio ou outro lquido com a temperatura. Utiliza-se geralmente lcool ou mercrio. Por exemplo, um dos dispositivos (termmetro) mais antigos o termmetro de vidro, que se baseia na expanso do mercrio ou outro lquido com a temperatura.
  • Slide 6
  • Termmetros de efeito mecnico Termmetro bimetlico Termmetro bimetlico Dois metais de diferentes coeficientes de dilatao linear so unidos numa determinada temperatura. Ao submeter junta a uma temperatura determinada ela se curvar no sentido da indicao da temperatura. Dois metais de diferentes coeficientes de dilatao linear so unidos numa determinada temperatura. Ao submeter junta a uma temperatura determinada ela se curvar no sentido da indicao da temperatura.
  • Slide 7
  • Termmetros de efeito eltrico Este tipo de medio mais conveniente j que estes mtodos permitem obter um sinal mais facilmente detectvel, amplificvel e usado para propsitos de controle. Estes tipos de sensores podem ser encontrados em qualquer instalao industrial devido a sua praticidade e eficincia. Este tipo de medio mais conveniente j que estes mtodos permitem obter um sinal mais facilmente detectvel, amplificvel e usado para propsitos de controle. Estes tipos de sensores podem ser encontrados em qualquer instalao industrial devido a sua praticidade e eficincia.
  • Slide 8
  • Termmetros de efeito eltrico Termo-resistncias metlicas Termo-resistncias metlicas Termo-resistncias metlicas so construdas a partir de fios ou filmes de platina, cobre, nquel e tungstnio para aplicaes a alta temperatura. A variao da resistncia eltrica de materiais metlicos pode ser representada por uma equao da forma: Termo-resistncias metlicas so construdas a partir de fios ou filmes de platina, cobre, nquel e tungstnio para aplicaes a alta temperatura. A variao da resistncia eltrica de materiais metlicos pode ser representada por uma equao da forma: R = R o (1 + a 1.T + a 2.T 2 + a 3.T 3 +...+ a n.T n ) R = R o (1 + a 1.T + a 2.T 2 + a 3.T 3 +...+ a n.T n ) onde R o = resistncia a T=0 o C. A termo-resistncia mais comum a base de um fio de platina chamada PT100. Esse nome devido ao fato que ela apresenta uma resistncia de 100 0 o C. Entre 0 a 100 o C a variao pode ser considerada linear, com a 1 = 0,00385 / / K.
  • Slide 9
  • Termmetros de efeito eltrico O tipo de metal utilizado na confeco de bulbos sensores de temperatura, deve possui caractersticas apropriadas, como: O tipo de metal utilizado na confeco de bulbos sensores de temperatura, deve possui caractersticas apropriadas, como: Maior coeficiente de variao de resistncia com a temperatura ( 1, 2,... n), quanto maior o coeficiente, maior ser a variao da resistncia para uma mesma variao de temperatura, tornando mais fcil e precisa a sua medio. Maior coeficiente de variao de resistncia com a temperatura ( 1, 2,... n), quanto maior o coeficiente, maior ser a variao da resistncia para uma mesma variao de temperatura, tornando mais fcil e precisa a sua medio. Maior resistividade, isto , para pequenas dimenses de fio uma alta resistncia inicial. Maior resistividade, isto , para pequenas dimenses de fio uma alta resistncia inicial. Estabilidade do metal para as variaes de temperatura e condies do meio (resistncia corroso, baixa histerese, etc.). Estabilidade do metal para as variaes de temperatura e condies do meio (resistncia corroso, baixa histerese, etc.). Linearidade entre a variao de resistncia e a temperatura, produzindo escalas de leitura de maior preciso e com maior comodidade de leitura. Linearidade entre a variao de resistncia e a temperatura, produzindo escalas de leitura de maior preciso e com maior comodidade de leitura.
  • Slide 10
  • Termmetros de efeito eltrico desejvel a maior variao da resistncia por grau para um dado valor de resistncia (alta resistividade) para obter-se a maior sensibilidade na medio. Os metais escolhidos possuem alto grau de linearidade na faixa de temperatura para a qual o termmetro foi projetado e este tipo de termmetro de boa preciso. desejvel a maior variao da resistncia por grau para um dado valor de resistncia (alta resistividade) para obter-se a maior sensibilidade na medio. Os metais escolhidos possuem alto grau de linearidade na faixa de temperatura para a qual o termmetro foi projetado e este tipo de termmetro de boa preciso. A platina o material mais adequado sob o ponto de vista de preciso e estabilidade mas apresenta o inconveniente do custo. A sada dos termmetros geralmente medida por algum tipo de ponte (Wheatstone) e o termmetro ligado a esta por meio de 2, 3 ou 4 fios dependendo da preciso desejada. Seu limite superior de uso de 535C. A platina o material mais adequado sob o ponto de vista de preciso e estabilidade mas apresenta o inconveniente do custo. A sada dos termmetros geralmente medida por algum tipo de ponte (Wheatstone) e o termmetro ligado a esta por meio de 2, 3 ou 4 fios dependendo da preciso desejada. Seu limite superior de uso de 535C.
  • Slide 11
  • Termmetros de efeito eltrico
  • Slide 12
  • Termistores Termistores Os primeiros tipos de sensores de temperatura de resistncia de semicondutores foram feitos de xido de mangans, nquel e cobalto, modos e misturados em propores apropriadas e prensados numa forma desejada. Comparados com sensores de tipo condutor (que tm coeficiente de temperatura positivo e pequeno), os termistores tm um coeficiente muito grande, podendo ser negativo (dito NTC, Negative Temperature Dependence) ou positivo (PTC Positive Temperture Dependence). Enquanto alguns condutores (cobre, platina) so bastante lineares, os termistores so altamente no lineares. Os primeiros tipos de sensores de temperatura de resistncia de semicondutores foram feitos de xido de mangans, nquel e cobalto, modos e misturados em propores apropriadas e prensados numa forma desejada. Comparados com sensores de tipo condutor (que tm coeficiente de temperatura positivo e pequeno), os termistores tm um coeficiente muito grande, podendo ser negativo (dito NTC, Negative Temperature Dependence) ou positivo (PTC Positive Temperture Dependence). Enquanto alguns condutores (cobre, platina) so bastante lineares, os termistores so altamente no lineares.
  • Slide 13
  • Termmetros de efeito eltrico Calibrao do termistor A variao da resistncia (R) de um termistor com temperatura absoluta (T) razoavelmente bem descrita pela expresso R(T) = a exp(b/T) onde a e b so constantes. Podemos determinar o valor de a e b medindo a resistncia em duas temperaturas diferentes T 1 e T 2. Se R 1 e R 2 so os resultados encontrados, ento: R 1 = a exp(b/T 1 ) R 2 = a exp(b/T 2 ) e fcil demonstrar que b = ln (R 1 / R 2 ) T 1 T 2 / (T 2 - T 1 ). A maioria dos termistores tem b entre 3000 e 4000 Kelvin. O valor de a pode ser calculado por: a = R 1 exp(-b/T 1 ) ou a = R 2 exp(-b/T 2 ). O grfico mostra a re

View more