termopar final

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Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Águeda Universidade de Aveiro 2º ANO/2º SEMESTRE 2009/2010 Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Águeda Projecto Temático Instrumentação Industrial TERMOPAR Elementos do grupo 1: 20697: Alexandre Leite 31692: Paulo Bandeira 40782: Hugo Malta 42808: João Ferreira 4580: Cláudia Ferreira Orientador: Prof. Paulo Afonso

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Page 1: Termopar Final

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2º ANO/2º SEMESTRE 2009/2010

Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Águeda

Projecto Temático Instrumentação Industrial

TERMOPAR

Elementos do grupo 1:

20697: Alexandre Leite

31692: Paulo Bandeira

40782: Hugo Malta

42808: João Ferreira

4580: Cláudia Ferreira

Orientador:

Prof. Paulo Afonso

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Prefácio:

Efeito termoeléctrico “Seebeck”, descoberto em 1821 pelo físico alemão

Thomas Johann, descreve a produção de uma força electromotriz (f.e.m.)

num circuito que contém dois metais diferentes. O valor da f.e.m. depende

da natureza dos metais e da diferença de temperaturas.

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Índice

Índice de figuras ..................................................................................................... v

Índice de tabelas .................................................................................................... vi

1.Introdução ............................................................................................................ 7

1.1.Apresentação do projecto ............................................................................. 7

1.2.História ......................................................................................................... 8

1.3.Métodos de medição ..................................................................................... 9

1.4.Fenómeno termoeléctrico ........................................................................... 10

2.Fundamentos Teóricos ....................................................................................... 11

2.1.Efeito Seebeck ............................................................................................. 11

2.2. Efeito Peltier .............................................................................................. 13

2.3. Efeito Thompson ........................................................................................ 13

3.Termopares ........................................................................................................ 15

3.1.Aspecto geral .............................................................................................. 15

3.2.Características eléctricas ........................................................................... 16

3.3.Relação Tensão vs Temperatura ................................................................ 17

3.4.Coeficientes ................................................................................................. 19

3.5.Erros nos termopares .................................................................................. 19

3.6.Aspectos físicos ........................................................................................... 20

3.6.1.Circuitos termopares e necessidade de correcção para a junta de referência ...................................................................................................... 21

4.Realização da placa do termopar ...................................................................... 23

4.1.Ensaio experimental ................................................................................... 23

4.2.Elaboração do circuito ............................................................................... 24

4.3.Tratamento de sinal .................................................................................... 24

4.4.Calibração .................................................................................................. 25

4.5. Teste ........................................................................................................... 25

5.Micro pic ............................................................................................................ 27

5.1.PIC18F2550 ................................................................................................ 27

5.2.Bootloader .................................................................................................. 27

5.3.Programador .............................................................................................. 28

6.Fonte .................................................................................................................. 29

6.1.Fundamentos teóricos ................................................................................. 29

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6.2.Circuito da fonte ......................................................................................... 29

7.Periféricos .......................................................................................................... 30

7.1.LCD ............................................................................................................. 30

7.2.LabView ...................................................................................................... 30

Conclusões ............................................................................................................ 31

Bibliografia ........................................................................................................... 32

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Índice de figuras

Figura 1: Diagrama de blocos ............................................................................... 7

Figura 2: Escala Célsius, Fahrenheit e Kelvin ...................................................... 8

Figura 3: Exemplos de métodos de medição .......................................................... 9

Figura 4: Modelo de calibração ........................................................................... 10

Figura 5: Efeito Seebeck ....................................................................................... 11

Figura 6: f.e.m. induzido ...................................................................................... 11

Figura 7: Circuito aberto ..................................................................................... 12

Figura 8: Efeito Peltier ......................................................................................... 13

Figura 9: Efeito Thompson ................................................................................... 14

Figura 10: Exemplos de termopares .................................................................... 15

Figura 11: Gráfico da tensão vs temperatura ...................................................... 17

Figura 12: Aspecto de alguns termopares ............................................................ 20

Figura 13: Circuito termoeléctrico ...................................................................... 21

Figura 14: Circuito termoeléctrico com extensão de fios em cobre .................... 22

Figura 15: Circuito em Multisim .......................................................................... 23

Figura 16: Circuito realizado............................................................................... 24

Figura 17: Amplificador de instrumentação AD623 ............................................ 24

Figura 18: Circuito do filtro passa baixo ............................................................. 24

Figura 21: Calibração do termopar ..................................................................... 25

Figura 19: Representação do sinal estando o termopar sujeito à temperatura ambiente ................................................................................................................ 26

Figura 20: Representação do sinal estando o termopar sujeito á acção de um isqueiro ................................................................................................................. 26

Figura 22: PIC18F2550 ....................................................................................... 27

Figura 23: Programador da PIC18F2550 ........................................................... 28

Figura 24: Organograma da fonte ....................................................................... 29

Figura 25: Circuito da fonte ................................................................................. 29

Figura 26: LCD .................................................................................................... 30

Figura 27: Painel de visualização ........................................................................ 30

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Índice de tabelas

Tabela 1: Características eléctricas ..................................................................... 16

Tabela 2: Tabela da relação entre temperatura vs tensão ................................... 18

Tabela 3: Tabela dos coeficientes ........................................................................ 19

Tabela 4: Tabela dos erros nos termopares ......................................................... 19

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1.Introdução

1.1.Apresentação do projecto

O intuito deste projecto prende-se com o propósito de medir através de um termopar, uma temperatura. Sendo o seu valor apresentado num LCD e representado em LabView.

Para o cumprimento desta tarefa, será utilizado um termopar do tipo K. O termopar tem a capacidade de converter temperatura em sinal eléctrico, no entanto, devido ao baixo sinal que provém deste elemento, (um valor da ordem dos micro-

volts), há necessidade de o filtrar e amplificar. Uma vez amplificado, o sinal vindo do termopar é auferido pela PIC18F2550 sendo utilizado e processado por esta, tanto a nível de valor de temperatura como de compensação e calibração do valor lido.

Depois de totalmente manipulado, o valor final da temperatura é então exibido no LCD, podendo também ser observado em LabView (onde é criado um ambiente gráfico para tal), utilizando a porta USB da PIC.

Para que este projecto seja autónomo, será também desenvolvida uma fonte de alimentação com a finalidade de fornecer a alimentação a todos os elementos do circuito.

Seguidamente, apresenta-se o diagrama de blocos que representa o funcionamento de todo o sistema.

TER

Figura 1: Diagrama de blocos

Termopar

Tipo K

Condicionamento do sinal

LCD PIC

18F2550

LabView

Fonte de Alimentação

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1.2.História

O acto de medir a temperatura é muito mais do que “mais frio” ou “mais quente”, sensações às quais o corpo humano está sensível, desta forma não existe qualquer possibilidade de observar, ou ler um valor exacto de temperatura.

Por exemplo um metal à mesma temperatura que um pedaço de madeira parece, ao ser humano, estar mais frio. O conceito de temperatura não pode ser confundido com “calor”, pois o calor é a energia que aquece um copo e eleva a sua temperatura. Calor, ou frio é algo relativo, é uma sensação que é dada em função do padrão tomado pelo ser humano como “normal”.

Com a necessidade de serem lidos correctos e exactos valores de temperatura, Galileu, em 1592, tentou elaborar um dispositivo para medir a temperatura humana, no entanto só em 1714 Fahrenheit criou uma escala de precisão e reprodutiva, com tubos de mercúrio, a qual ainda hoje é válida. Em 1742, o físico Anders Célsius analisou o ponto de ebulição da água (100ºC) bem como o seu ponto de congelamento (0ºC). Em função desta análise, criou-se e denominou-se a escala Célsius em 1948. Será esta a escala utilizada na execução, estudo, e análise do projecto, bem como a escala de Kelvin.

Figura 2: Escala Célsius, Fahrenheit e Kelvin

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1.3.Métodos de medição

Existem vários métodos e meios para medir uma temperatura, tais como PTC (positive temperature coefficient), NTC (negative temperature coefficient), termóstatos, termopares, entre outros. Com a industrialização de processos, o método de medição da temperatura passou do básico termómetro a este tipo de instrumentos.

No entanto cada instrumento anteriormente falado é válido conforme a aplicação pretendida, ou seja, a exactidão da medição, a gama de temperatura, o meio ambiente da medição, a rapidez de resposta, a robustez e claro, o orçamento disponibilizado. Todos estes itens orientam a escolha do dispositivo a utilizar.

Figura 3: Exemplos de métodos de medição

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1.4.Fenómeno termoeléctrico

Um termopar é um transdutor formado por dois pedaços de fio de diferentes metais ou ligas, unidos electricamente apenas nas suas extremidades, formando assim uma junção que quando sujeita a uma determinada temperatura gera uma corrente eléctrica no circuito termoeléctrico formado.

No entanto ao conectar o termopar à linha eléctrica, a adição de um novo material (por exemplo cobre) aos dois materiais do instrumento implicará a criação de um “termopares parasitas”, obtendo assim uma nova junção. Como é ilustrado na figura 4, quando essas junções são submetidas a diferentes temperaturas uma delas é denominada junção de medição e é submetida à temperatura que se deseja medir. A outra é nomeada junção de referência e é aplicada a uma temperatura conhecida (temperatura de referência), normalmente um banho de gelo. A força electromotriz (f.e.m.) que gera a corrente eléctrica é função da diferença entre as temperaturas das junções e é chamada força electromotriz térmica ou simplesmente f.e.m. térmica.

Para que essa f.e.m. térmica seja medida, o circuito termoeléctrico deve ser aberto num ponto, para ser aplicado um instrumento de medida.

Figura 4: Modelo de calibração

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2.Fundamentos Teóricos

2.1.Efeito Seebeck

Em 1821, Thomas Seebeck, descobriu o fenómeno da termo electricidade constatando que um circuito formado por dois condutores metálicos A e B distintos são percorridos por uma corrente eléctrica i (como já abordado anteriormente), desde que as duas junções estejam a temperaturas diferentes. Se a temperatura for constante e uniforme em ambos os condutores a corrente que flui através deles, será nula.

A f.e.m. associada a esta corrente denomina-se de força electromotriz de E de Seebeck.

Figura 5: Efeito Seebeck

Ao colocar um condutor metálico, uniformemente constituído, submetido a duas temperaturas distintas nas suas extremidades de forma a que T1>T2, os electrões livres do condutor são redistribuídos de maneira não homogénea ao longo deste como indica a figura seguinte:

Figura 6: f.e.m. induzido

Observam-se as polaridades dos condutores e o sentido da corrente de Seebeck para T1>T2.

O condutor A é positivo em relação ao condutor B.

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Esta reorganização cria uma f.e.m., que será directamente proporcional à diferença de temperatura das extremidades dos condutores. Desta forma, pode-se utilizar esta f.e.m. para poder determinar a diferença de temperatura com a seguinte expressão:

Em que Es é a tensão Seebeck (f.e.m. térmica), T é a diferença de temperatura e αA,B é o coeficiente de Seebeck (dependente dos metais utilizados).

Logo, é possível determinar através desta função que a f.e.m. de Seebeck não depende nem do comprimento nem do diâmetro dos condutores, mas sim da liga dos materiais utilizados e da diferença de temperatura nas extremidades dos condutores. No entanto, a oxidação dos condutores pode também influenciar a f.e.m.

A tensão Seebeck refere-se à f.e.m. térmica numa condição em que a corrente eléctrica seja nula, ou em outras palavras, que o circuito esteja em malha aberta.

Figura 7: Circuito aberto

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2.2. Efeito Peltier

Quando uma corrente flui através de uma junção de dois metais, esta absorve ou liberta calor da seguinte forma: se há libertação de calor quando a corrente flui num determinado sentido, haverá absorção da mesma quantidade de calor, quando a corrente flui no sentido contrário. Se a corrente flui no mesmo sentido que a corrente de Seebeck, haverá absorção de calor na junção quente (p) e libertação de calor na junção fria (q).

Figura 8: Efeito Peltier

A fonte fornece uma corrente i que provoca variação de temperatura ∆T nas juntas.

2.3. Efeito Thompson

Thompson em 1854, verificou que pelas leias da termodinâmica, que a condução do calor ao longo dos fios metálicos de um par termoeléctrico não transporta corrente e origina-se uma distribuição uniforme de temperatura em cada fio metálico.

O efeito Thompson sucede-se na variação suplementar que existe na distribuição da temperatura entre os fios metálicos, isto é, quando existe corrente a distribuição da temperatura entre os fios metálicos modifica-se em quantidades diferentes devido ao efeito de Joule e essa diferença adicional entre os fios determina o efeito Thompson, como referido anteriormente.

O tipo de metal do fio e a temperatura média da pequena região seleccionada influencia o efeito de Thompson. Em alguns metais, existe absorção de calor devido à corrente eléctrica fluir da parte fria para a parte quente do metal e caso a corrente flua

T2-0T T1+0T

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em sentido contrário existe liberação de calor. Noutros metais, origina-se o contrário do que foi referido anteriormente, isto é, quando a corrente flui da parte quente para a parte fria do metal, existe liberação de calor e quando a corrente flui em sentido inverso, existe absorção de calor.

Com isto pode-se concluir, que a circulação da corrente e a distribuição da temperatura ao longo do fio metálico modifica-se consoante o calor que é dissipado pelo efeito de Joule e pelo efeito de Thompson.

Figura 9: Efeito Thompson

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3.Termopares

3.1.Aspecto geral

Para executar a medição de uma temperatura usando um termopar é necessária a utilização de um instrumento de indicação, uma vez que o termopar é um transdutor que apenas transforma a energia térmica em energia eléctrica.

Existem vários tipos de termopares termoeléctricos, que foram historicamente estudados e de acordo com a aplicação, alguns foram padronizados. Os tipos mais comuns de termopares são identificados através de letras (T, J, K, E, N, R, S, B), originalmente atribuídas pela Instrument Society of America (ISA). A aplicação de cada um deles depende de vários factores, sendo a atmosfera (ambiente) e a faixa de temperatura, os principais. São ainda diferenciadas três famílias de termopares: Os básicos (Tipos T, E, K, J), os Nobres (Tipos S, B, R), e os Especiais (Tipo N, entre outros). O que os difere são questões como materiais utilizados, sensibilidade térmica, ou rapidez de resposta.

Figura 10: Exemplos de termopares

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3.2.Características eléctricas

Nesta secção é apresentada uma tabela com os diferentes tipos de termopares e as suas características. Verificam-se assim as suas diferenças em função dos materiais utilizados, implicando variações nas escalas de leitura de temperatura, exactidão, e rapidez de resposta.

Tabela 1: Características eléctricas

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3.3.Relação Tensão vs Temperatura

As relações tensão/temperatura variam em função do tipo de termopar. O gráfico seguinte permite observar como os termopares têm uma relação entre a tensão e a temperatura, só que esta relação difere consoante o tipo de termopar a que corresponde, isto é, cada termopar tem a sua relação entre a tensão e temperatura, como se pode verificar no gráfico seguinte apresentado.

Figura 11: Gráfico da tensão vs temperatura

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Tabela 2: Tabela da relação entre temperatura vs tensão

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3.4.Coeficientes

Ao pretender obter a temperatura medida a partir de um termopar pode e deve utilizar-se os coeficientes de cada tipo de termopar para verificar o seu comportamento. Por isso, é que para cada tipo de termopar existe o seu coeficiente de efeito Seebeck para se ter uma leitura mais acessível da temperatura que o termopar está a medir.

Tipo Junções Efeito Seebeck (µV/K)

E Choromel-Constantan 60

J Iron-constantan 51

T Copper-constantan 40

K Chromel-Alumel 40

N Nicrosil-Nisil 38

S Pt(10% Rh)-Pt 11

B Pt(30% Rh)-Pt(6%Rh) 8

R Pt(13% Rh)-Pt 12

Tabela 3: Tabela dos coeficientes

3.5.Erros nos termopares

Existem dois tipos de limites de erro nestes instrumentos. São assim definidos, em função da aplicação, como: limite de erro padrão, e limite de erro especial.

Desta forma é possível controlar a exactidão do valor da temperatura que o termopar apresenta. O limite de erro padrão é mais utilizado na indústria em processos que não requeiram demasiada exactidão do valor da temperatura medida. Enquanto o limite de erro especial é vastamente utilizado quando há necessidade de reduzir ao máximo o erro de leitura, o que torna a leitura da temperatura mais específica e precisa por apresentar menores desvios.

Tipo termopares Faixa Temperatura Limite de Erro Padrão Limite de Erro Especial

T 0 a 370ºC +/- 1ºC ou +/- 0,75% +/- 0,5ºC ou +/- 0,4%

J 0 a 760ºC +/- 2,2ºC ou +/- 0,75% +/- 1,1ºC ou +/- 0,4%

E 0 a 870ºC +/- 1,7ºC ou +/-0,5% +/-1ºC ou +/- 0,4%

K 0 a 1260ºC +/- 2,2ºC ou +/- 0,75% +/- 1,1ºC ou +/- 0,4%

T -200 a 0ºC +/- 1ºC ou +/- 1,5% :::

E -200 a 0ºC +/- 1,7ºC ou +/- 1% :::

K -200 a 0ºC +/- 2,2ºC ou +/- 2% :::

N 0 a 1260ºC +/- 2,2ºC ou +/- 0,75% +/- 1,1ºC ou +/- 0,4%

Tabela 4: Tabela dos erros nos termopares

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3.6.Aspectos físicos

O aspecto físico dos termopares pode variar consoante a função a que se destinam, ao método a que podem ser utilizados e também às características pretendidas.

O aspecto exterior de um termopar comercial é constituído por uma cabeça metálica onde estão acoplados os terminais que servirão para o conectar ao circuito onde está inserido, e por um tubo, que pode ser metálico ou cerâmico, o qual protege os dois condutores de diferentes ligas.

Figura 12: Aspecto de alguns termopares

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3.6.1.Circuitos termopares e necessidade de correcção para a junta de referência

O circuito da figura 13 demonstra um sistema simples de medição de temperatura utilizando um termopar. Nesta demonstração o circuito termoeléctrico consiste na junção de medida p (junção quente à temperatura T1) e na junção de referência q (junção fria à temperatura T2).

O circuito é submetido a uma diferença de potencial proporcional à diferença das temperaturas entre p (junção quente) e q (junção fria). Aplicando a lei das temperaturas intermediárias, é possível, através das tabelas padrão (que pressupõem q a 0ºC), determinar a temperatura de p – tabela 2 (tabelas padrão).

Figura 13: Circuito termoeléctrico

A temperatura de referência (T2) é controlada pela utilização de gelo fundente. As junções q1 e q2 são colocadas em gelo fundente separadamente num tubo de vidro, para ficarem electricamente isoladas. Assim garante-se uma temperatura de 0⁰C na junção q. A junção fria deve ser constituída por uma matéria que possua uma condução térmica homogénea.

Posteriormente colocam-se extensões de cobre, assegurando-se que a junção de referência q está à mesma temperatura.

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Figura 14: Circuito termoeléctrico com extensão de fios em cobre

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4.Realização da placa do

4.1.Ensaio experimental

Para dar inicio à execução prática do projecto, foram executados alguns ensaios com o termopar Tipo K. electromotriz em função da temperatura que lhe era aplicada e seguidamente foi realizado um circuito com a finalidade de ler, interpretar e executar o valor medido. Neste circuito está incorporada a compensação de junção fria (LM35) e a o Termopar. Foi utilizado também o amplificador de instrumentação (AD623).

O LM35 é um sensor de temperatura cuja função será medir a temperatura ambiente junto à conexão dos condutores do termopar com o restante circuito. A isto se chama – compensação da junção fria, e serve para diluir o efeito provocado pelos “termopares parasitas” criados nambiente para que na PIC, através de software se possa compensar a sua influência no valor final.

O AD623 é o amplificador de instrumentação que terá como tarefa, amplificar o sinal vindo do termopar. O sinalmilivolts, tão baixo valor obriga a que seja amplificado para ser trabalhado. Esta será a função do amplificador de instrumentação. Amplificar o sinal para um valor utilizável e legível pela PIC.

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da placa do termopar

experimental

Para dar inicio à execução prática do projecto, foram executados alguns ensaios com o termopar Tipo K. Foi iniciado com a visualização da variação da força electromotriz em função da temperatura que lhe era aplicada e seguidamente foi

zado um circuito com a finalidade de ler, interpretar e executar o valor medido. Neste circuito está incorporada a compensação de junção fria (LM35) e a

. Foi utilizado também o amplificador de instrumentação (AD623).

sor de temperatura cuja função será medir a temperatura ambiente junto à conexão dos condutores do termopar com o restante circuito. A isto

compensação da junção fria, e serve para diluir o efeito provocado pelos “termopares parasitas” criados nesta conexão. Assim o LM35 medirá a temperatura ambiente para que na PIC, através de software se possa compensar a sua influência no

O AD623 é o amplificador de instrumentação que terá como tarefa, amplificar o sinal vindo do termopar. O sinal proveniente do termopar situa-se na gama dos milivolts, tão baixo valor obriga a que seja amplificado para ser trabalhado. Esta será a função do amplificador de instrumentação. Amplificar o sinal para um valor utilizável e

Figura 15: Circuito em Multisim

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Para dar inicio à execução prática do projecto, foram executados alguns ensaios com a visualização da variação da força

electromotriz em função da temperatura que lhe era aplicada e seguidamente foi zado um circuito com a finalidade de ler, interpretar e executar o valor medido.

Neste circuito está incorporada a compensação de junção fria (LM35) e a conexão com . Foi utilizado também o amplificador de instrumentação (AD623).

sor de temperatura cuja função será medir a temperatura ambiente junto à conexão dos condutores do termopar com o restante circuito. A isto

compensação da junção fria, e serve para diluir o efeito provocado pelos esta conexão. Assim o LM35 medirá a temperatura

ambiente para que na PIC, através de software se possa compensar a sua influência no

O AD623 é o amplificador de instrumentação que terá como tarefa, amplificar o se na gama dos

milivolts, tão baixo valor obriga a que seja amplificado para ser trabalhado. Esta será a função do amplificador de instrumentação. Amplificar o sinal para um valor utilizável e

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4.2.Elaboração do circuito

Inicialmente o circuito foi concebido com a finalidade de observar no osciloscópio a variação da temperatura em função do valor medido pelo termopar.

Foi-lhe adicionado ainda um filtro Passa-Baixo com a finalidade de filtrar todo o ruído que possa advir dos condutores e interferências externas que coloquem em causa a eficaz leitura da temperatura.

Figura 16: Circuito realizado

4.3.Tratamento de sinal

Como descrito anteriormente, foi utilizado um filtro Passa-Baixo para diluir os nefastos efeitos do ruído e interferências no sinal. Para amplificação deste é utilizado o amplificador de instrumentação AD623. Assim consegue-se um sinal limpo e manipulável.

Figura 17: Amplificador de instrumentação AD623

Figura 18: Circuito do filtro passa baixo

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4.4.Calibração

Para proceder à calibração do termopar deve executar-se a montagem indicada na figura 21.

Figura 19: Calibração do termopar

A junção fria (junção de referência) onde o termopar é conectado aos condutores de cobre, deve ser colocada em água com gelo, deixando o termopar em contacto com uma superfície quente, a temperatura constante. Com isto deve ser medido o valor de tensão obtido aos terminais dos condutores de cobre. De seguida deve colocar-se esta mesma junção, por exemplo, em água a ferver, e repetir o processo. Com estes valores será descrita a “curva de calibração” que será fundamental para controlar a variação provocada pelos “termopares parasitas” na conexão com os condutores de cobre. Esta compensação será efectuada na PIC.

4.5. Teste

Executado o circuito, foram efectuados breves ensaios a fim de analisar, de

forma bem clara e observável, a variação do sinal em função da variabilidade da

temperatura no termopar.

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Figura 20: Representação do sinal estando o termopar sujeito à temperatura ambiente

Figura 21: Representação do sinal estando o termopar sujeito á acção de um isqueiro

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5.Micro pic

5.1.PIC18F2550

A PIC18F2550, constituída por 28 pinos é alimentada por uma tensão de 5 Volts, possuindo um cristal de 12MHz. Através da porta USB da PIC, esta deverá enviar o valor final da medição da temperatura para o computador, para que este seja apresentado em LabView, ou num LCD.

Este microcontrolador receberá o sinal proveniente do circuito de amplificação e filtragem, utilizando essa variável para o cálculo do valor final de temperatura, com a devida compensação.

Figura 22: PIC18F2550

5.2.Bootloader

Nos comuns microcontroladores o programa que lá é colocado pelo utilizador é programado através de um circuito especial (programador).

No entanto, este processo implica retirar e colocar o microcontrolador no programador a fim de ser programado, ou para o utilizar. Por isso existe uma alternativa mais prática, que é, através da funcionalidade RS232 transferir o programa complicado por meio desta porta, na placa de testes. Para que isto seja possível, deverá ser previamente programado no microcontrolador um pequeno programa que controla a comunicação com o PC, transferindo a informação recebida para a memória de programa do microcontrolador. E é este programa a que se chama Bootloader, que varia de PIC para PIC, ou em função do cristal.

Page 28: Termopar Final

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5.3.Programador

Figura 23: Programador da PIC18F2550

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6.Fonte

6.1.Fundamentos teóricos

A fonte de alimentação é constituída por quatro partes distintas, tal como é representado na figura 23. A alimentação é feita com 230V AC, que depois de passar pelo transformador passa para 12V AC. No rectificador a obtemos sinal DC, que após ser submetido à filtragem (Smoothing) surge com 12V DC com ripple. Finalmente o regulador de tensão é responsável pelos 5V DC que são obtidos à saída da fonte de alimentação.

Figura 24: Organograma da fonte

6.2.Circuito da fonte

Figura 25: Circuito da fonte

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7.Periféricos

7.1.LCD

O LCD (display de cristais liquidos) será o responsável pela apresentação do

valor final de temperatura. É directamente controlado pela PIC.

Figura 26: LCD

7.2.LabView

O software utilizado para apresentar o valor da temperatura em computador é: LabView. Neste será apresentada a variação da temperatura medida pelo termopar, bem como o valor da junção fria (medido pelo LM35). A variação da temperatura será apresentada também graficamente.

Figura 27: Painel de visualização

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Conclusões

O termopar é um elemento essencial na indústria, no controlo de processos químicos, temperatura de caldeiras, etc. É notável a sua ampla gama de medição de temperaturas bem como a elevadíssima resistência física, quer a maus tratos, quer às temperaturas elevadas. Conforme a função pretendida existem vários tipos de termopar, no entanto a electrónica que o controla, ou que o lê, pode ajudar a definir a sua precisão e eficácia. A electrónica digital e analógica são uma imensa mais-valia para garantir a boa e correcta medição da temperatura por parte de um termopar.

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