SENSORES PTC, NTC E PT100

Universidade de Mogi das CruzesCurso:Tecnólogo em Automação Industrial

Disciplina: Instrumentação Industrial II6° A

Nome: Leandro Costa Tandu de Oliveira RGM: 58028Nome: José Luiz Matos de Camargo RGM: 55668

INTEGRANTES DO GRUPO

Introdução

O controle de temperatura é uma das práticas mais usadas na automação atualmente, pois qualquer material sofre influência das variação da mesma. Podemos citar como exemplo: processos químicos, tratamentos térmicos, caldeiras, etc. Através deste trabalho abordaremos os princípios de 3 sensores de temperatura, relatando as principais semelhanças e diferenças, vantagens e desvantagens de cada um tendo como objetivo definir qual sensor é mais indicado para determinadas situações de controle de temperatura.

TERMISTORES E TERMORESISTÊNCIAS

Termoresistores: São sensores de temperatura que apresentam uma variação em sua resistência elétrica quando sofrem alguma variação de temperatura

Termistores: Consistem de materiais semicondutores tratados com óxidos que exibem uma grande redução na resistência em função do aumento da temperatura.

Os “termômetros de resistência” funcionam baseados no fato de que a resistência de uma grande gama de materiais varia com a temperatura; de um modo geral, os metais aumentam a resistência com a temperatura, ao passo que os semicondutores diminuem a resistência com a temperatura

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

VANTAGEM DAS TERMORESISTÊNCIAS EM RELAÇÃO AO TERMOPAR

VANTAGENS DAS TERMORESISTÊNCIAS EM

RELAÇÃO DO TERMOPAR

1. Mais precisa que o termopar na sua faixa de uso;

2. Usando circuito adequado, podem ser usadas a

grandes distâncias;

3. Podem ser usados cabos de cobre comum nas

ligações;

4. São mais estáveis que os termopares;

5. Sua curva de resistência elétrica ( ) em função da

temperatura é mais linear que os termopares;

PT100

O PT-100 é um termômetro de resistência elétrica feito de platina. É chamado de termoresistor, possuindo uma resistência de aproximadamente 100Ω a 0o C. A norma DIN IEC 751 padronizou a faixa das termoresistências de -200 a 850 °C.

OQUE É

APLICAÇÃO

•Equipamentos médicos e hospitalares;•Máquinas industriais;•Ar condicionado- ventilação e aquecimento;•Fornos industriais;•Equipamentos científicos e biotecnologia

COMO FUNCIONAO princípio físico de funcionamento deste dispositivo é baseado numa relação linear da resistência em função da variação da temperatura, segundo a expressão: Rt = R0(1 + aΔt +bΔt2) Onde: “R” é a resistência em função da temperatura “R0” a resistência inicial “ΔT” é a variação da temperatura “a” é o coeficiente de temperatura do metal, usaremos o valor indicado pela norma DIN 43760, α=0,00385. “b” pode ser considerado nulo para a platina, logo a curva resistência versus temperatura é, teoricamente, linear;

VANTAGENS E DESVANTAGENS

VANTAGENS: •Boa estabilidade; •Boa precisão;•Boa confiabilidade;

DESVANTAGENS:•Elevado custo;•Resposta lenta;•Requer uma fonte de corrente;

NTC

Os termistores NTC, como o próprio nome já diz (Coeficiente de Temperatura Negativo) apresentam uma variação negativa de resistência com o aumento da temperatura, ou seja, ele responde com uma diminuição do valor ôhmico à medida que a temperatura se eleva. São constituídos através de uma mistura de óxido de magnésio, níquel, cobre e cobalto

OQUE É

APLICAÇÃO

•Utilizado para indicar a temperatura de um ambiente;•Utilizado para indicar a temperatura de uma amostra líquida;•Utilizada para disparar um sistema de aquecimento ou resfriamento.

COMO FUNCIONA

O princípio de funcionamento é o mesmo que o do pt100 porém a resistência segue uma variação exponencial negativa conforme a fórmula abaixo.

ℬ(1/T-1/To)

R=Roe Onde: R = resistência medida R0 = resistência a temperatura T0 β = coeficiente da exponencial T = temperatura de medição (Kelvin)

VANTAGENS E DESVANTAGENS

VANTAGENS:

•Ótima precisão•Alta sensibilidade•Pode ser customizado•Baixo custo para larga demanda•Podem ser aplicado em temperatura de até 250

DESVANTAGENS

•Não é linear•Variação negativa da resistência

PTC

OQUE É

Os termistores PTC, como o próprio nome já diz (Coeficiente de Temperatura Positivo) apresentam uma variação positiva de resistência com o aumento da temperatura, ou seja, ele responde com um aumento do valor ôhmico à medida que a temperatura se eleva.

APLICAÇÃO

•Proteção de motores;

•Proteção para sobreaquecimentos;

•Proteção para sobreaquecimentos em medições e controle.

COMO FUNCIONA

O princípio de funcionamento é o mesmo que o do pt100 porém a resistência segue uma variação exponencial positiva

VANTAGENS E DESVANTAGENS

VANTAGENS:

•Ótima precisão de acionamento•Adequado para pequenos espaços•Evita superaquecimento

DESVANTAGENS:

•Não linear•Pequeno intervalo de temperatura•Frágil•Fonte de corrente necessária•Auto aquecimento

Variação da resistência com a temperatura para vários materiais; observe-se que para uma mesma variação de temperatura, a variação de resistência do metal (Rm) é significativamente menor do que a no NTC (Rs).

VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA

CONCLUSÃO

curva PTC

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

6 11 16 20 25 38 46 54 69 92

temperatura

resi

stên

cia

101,2

curva NTC

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

5 11 16 19 25 31 54 77 85 91

temperatura

resis

tênc

ia 28800

curva Pt100

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

7 10 16 20 25 33 48 53 78 94

temperatura

resi

stên

cia

100,2

BIBLIOGRAFIA

http://www.pgie.ufrgs.br/portalead/nucleo/HPLMM/mec017/termoresist.htm

http://hermes.ucs.br/ccet/demc/vjbrusam/inst/temp1.pdf

http://www.if.ufrgs.br/mpef/mef004/20061/Cesar/SENSORES-Termistor.html

http://arquivos.cpgei.ct.utfpr.edu.br/Ano_2005/dissertacoes/Dissertacao_379_2005.pdf

PROPOSTA

•Calcular a resistência em função da temperatura para um sensor PT100 considerando ∆t=100 e ∆t∘=25 e R∘=100Ω e de acordo com a norma DIN43760 a=0,00385

•Calcular a resistência em função da temperatura para um sensor NTC para T=100 e T∘=25