Análise da variação da resistência elétrica versus temperatura de um RTD

Medidas Elétricas, 2017, Universidade de Caxias do Sul, UCS

Medidas Elétricas

 

Relatório

Análise da variação da resistência elétrica versus temperatura de um RTD

Anderson Paulo Meyer, Celito Panizzi , Henrique Pizzatto Luiz e Paulo Roberto Modelski

Universidade de Caxias do Sul, Departamento de Engenharia Elétrica, Curso de Engenharia Elétrica, Eletrônica, Prof. Msc. Felipe Augusto Tondo

E-Mails: [e-mail] (A.P.M.); [e-mail] (C.P.); [e-mail] (H.P.L.); [e-mail] (P.R.M.).

Data Início: 23/08/2017 ; Data Final: 16/09/2017

Resumo: Verificar as incertezas e suas devidas propagações, através da medição da resistência elétrica em função da variação da temperatura em cima de um termistor RTD. Com uma banca de teste e equipamentos coletando as informações necessárias para posteriormente analisar os resultados em tabelas, gráficos e comparando os mesmos com os manuais dos termistores e equipamentos usados para aquisição.  

Abstract: Check the uncertainties and their propagation, by measuring the electrical resistance as a function of temperature variation on top of an RTD thermistor. With a test bench and equipment collecting the necessary information to later analyze the results in tables, graphs and comparing them with the manuals of thermistors and equipment used for acquisition.

Palavras Chaves:  Termistor; RTD; medidas; incertezas; propagação

1. Introdução

Texto principal.

Deve conter introdução ao assunto tratado, uma pequena revisão bibliográfica (com citações – eticamente e legalmente somos obrigados a respeitar os direitos autorais) e a descrição dos objetivos do trabalho tratado no referido relatório. No máximo 2 a 3 páginas!

2. Metodologia Experimental

Para uma melhor visualização dos conceitos vistos em aula, foi proposta uma atividade onde podemos adquirir sinais com RTD e multímetro digital. Para isto, um termoresistor foi colocado dentro de um copo de béquer com água. Junto ao RTD foi colocado um termômetro de bulbo em cima de uma chapa aquecedora, para aquecer a água. Para medir a variação de resistência do termoresistor um multímetro configurado para medir resistência elétrica. Também foi utilizado para medir a variação da temperatura de outro RTD e o multímetro digital configurado para medir a temperatura.

        Para a aquisição dos dados foi usado um arquivo (.vi) do software LabVIEW para aquisição do sinal diretamente do multímetro via porta USB. Nesse arquivo foram feitam algumas modificações para medição da resistência elétrica e também para a aquisição dos dados resistência e temperatura transformando em um arquivo de texto, posteriormente utilizado para a formatação de tabelas e gráficos que nos auxiliam a concluir os tópicos requeridos no experimento, tal como a curva característica do RTD e a regressão linear para a obtenção da equação de curva do mesmo. Na figura 1 vemos o bloco de aquisição dos sinais pelo software LabVIEW e na figura 2 temos a interface de mostradores do programa.

[pic 1]Figura 1: Bloco de aquisição dos dados pela porta USB pelo software LabVIEW.

[pic 2]

Figura 2: Bloco de mostradores dos dados pelo software LabVIEW.

        No experimento resfriamos a água até muito próximo do 0°C e a partir disso aquecemos a agua até o mais próximo possível dos 100°C, obtendo os dados de temperatura e de resistência para o mesmo instante de tempo. Após a aquisição dos dados fizemos uma tabela no Excel e também no MatLab afim de gerarmos um gráfico para melhor analisar os dados coletados. Com os gráficos já gerados fizemos as aproximações (linear, exponencial, média móvel e logarítmica), descobrindo assim a equação da curva característica do RTD por regressão linear. Por essas curvas descobrimos o valor do coeficiente de Poisson (R²) e do coeficiente térmico do termoresistor (α, equação1).

[pic 3]

Onde (α) representa o coeficiente térmico [, o  valor de resistência encontrado na última medição [Ω],   valor de resistência encontrado na primeira medição [Ω],  temperatura da última amostra [C˚], e  temperatura da primeira amostra [C˚].[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

        No fim listamos as possíveis fontes de incerteza e calculamos a incerteza combinada para cada nível de temperatura, calculamos a incerteza pelo multímetro digital Agilent e pelo termômetro de mercúrio. Como possível fonte de incerteza temos:

1. Resolução do Multímetro;

[pic 9]

2. Resolução do Termômetro de vidro;

[pic 10]

3. Cálculo de incerteza tipo A;

 

3.1. Desvio padrão;

[pic 11]

3.2. Variância;

[pic 12]

3.3. Incerteza Total

[pic 13]

3. Resultados e Discussões

Resistencia (ohms)	Temperatura termômetro (C°)	Temperatura sensor (C°)
104,278	8	10,38
105,073	10	12,393
105,756	11	13,93
106,536	12	16,48
107,945	17	20
109,18	20	23,81
112,42	28	32,03
113,783	30	34,09
114,598	33	37,51
116,375	38	42,48
117,492	41	45,59
118,738	44	48,41
120,503	48	52,57
121,814	52	56,71
123,643	57	61,65
124,986	60	64,87
126,394	64	68,36
127,694	67	72,22
129,052	71	75,85
130,323	74	78,99
131,967	78	82,78
132,79	81	85,29
133,684	83	87,44
134,323	85	88,96
134,932	87	90,67
135,415	88	92,24
135,89	89	93,51
136,546	90	93,99
137,425	91	95,13
137,4	94	97,41

Tabela 1 – Aquisição das temperaturas x resistência