Sensores de Temperatura

INSTITUTO FEDERAL DO ESPIRÍTO SANTO- CAMPUS CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM

SENSORES DE TEMPERATURA

Trabalho apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina de Automação, no Curso Integrado de Eletromecânica, no Instituto Federal do Espírito Santo.

CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM

2015

RESUMO

Os sensores são utilizados a fim de se obter uma análise das condições de determinado ambiente, através da transformação de energia, seja luz, calor ou movimento, em energia elétrica para que seja possível realizar a leitura da condição desejada. Podem ser tanto analógicos quanto digitais, podendo valer-se para analisar diversas propriedades, como por exemplo, temperatura, luminosidade, pressão, imagem, entre outros. O presente trabalho aborda de forma concisa os tipos e as aplicações dos sensores de temperatura.

Palavras-chaves: Sensores. Medição. Temperatura.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO............................................................................................04
2. DESENVOLVIMENTO..............................................................................05

1. TERMISTORES..........................................................................................05
2. TERMOPARES...........................................................................................07
3. TERMORESISTORES..............................................................................08
4. SENSORES ELETRÔNICOS..................................................................09

1. DIODOS..........................................................................................................09
2. TRANSITORES...............................................................................................10
3. CIRCUITO INTEGRADO.................................................................................11

1. PIRÔMETROS.............................................................................................11

1. PIRÔMETROS DE RADIAÇÃO .....................................................................11
2. PIRÔMETROS ÓPTICOS...............................................................................12

1. CONCLUSÃO.............................................................................................14

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................15

1. INTRODUÇÃO

O presente trabalho aborda o tema sensores de temperatura, e tem como objetivo esclarecer o assunto, proporcionando o entendimento e informando o que são, onde são usados e os diferentes modelos existentes desses sensores.

Os sensores de temperatura são utilizados para determinação de temperatura através de um algum tipo de transformação de energia e os mais utilizados são do tipo termistores, termopares, termoresistores, eletrônicos e pirômetros.

 Este trabalho está dividido em cinco partes explicando cada um dos modelos citados a cima, relatando a aplicação como são utilizados e de que material são constituídos.

 A metodologia utilizada para a elaboração desse trabalho foi a pesquisa em diversos sites para proporcionar as alunas que confeccionaram o trabalho entendimento do tema para que as mesmas produzissem as explicações necessárias.

1. DESENVOLVIMENTO

A temperatura, em processos industriais, é uma medida de extrema importância. Para muitos equipamentos, a alteração desta medida, mesmo que mínima, pode desencadear consequências prejudiciais, como a redução da vida útil e até mesmo o defeito no equipamento. Por isso, a medição precisa e o controle da temperatura é necessário e é realizado pelos sensores, na maioria das vezes.

Sensores de temperatura funcionam com o princípio de transformação da energia cinética em algum sinal, que pode ser analógico ou digital. Essa energia é proveniente dos átomos do material analisado. A aplicação desse tipo de sensor é bastante versátil, e é encontrado em indústrias, veículos, eletrodomésticos, instalações prediais e entre outros.

Os modelos mais utilizados são os sensores de temperatura do tipo termistores, termopares, termoresistores, eletrônicos e pirômetros.

1. TERMISTORES

Termistores são sensores em que a resistência depende da temperatura, ou seja, o valor da resistência elétrica se altera quando submetido a diferentes temperaturas. Este tipo de sensor é fabricado geralmente com cerâmica, material semicondutor. A natureza do material que é fabricado o sensor proporciona a precisão das medidas verificadas. Alterações mínimas da temperatura do corpo analisado geram uma grande mudança da resistência medida, o que representa uma equação exponencial. Sua faixa de operação é relativamente baixa, variando de -100ºC a 300ºC.

São muito utilizados em aplicações industriais, em aparelhos hospitalares, em eletrodomésticos, em aparelhagem para investigação científica, no setor automobilístico, em telecomunicações, em aplicações militares, etc.

A resistência dos termistores pode variar diretamente proporcional à temperatura exposta ou inversamente proporcional. Baseando-se nesta particularidade, os termistores são divididos em NTC (Negative Temperature Coeficiente), onde a resistência diminui com o aumento da temperatura; e PTC (Positive Temperature Coeficiente), em que a resistência aumenta com a elevação da temperatura. O NTC é mais utilizado do que o PTC, devido sua maior precisão, porém, devido a esta característica, este tipo de sensor não se comporta de forma linear.

[pic 1]

Figura 1- Gráfico de resposta dos termistores NTC e PTC

[pic 2]

Figura 2- Termistor do tipo PTC

[pic 3]

Figura 3- Termistor do tipo NTC

Para calcular a variação de resistência de um termistor, utiliza-se uma equação de aproximação linear, expressa a seguir.

Δ R= k. ΔT

Onde:

Δ R= Variação da resistência

k= Coeficiente de Temperatura

ΔT= Variação de temperatura

Para calcular a variação de resistência se tratando de um termistor do tipo PTC, o coeficiente de temperatura é positivo, já de um termistor do tipo NTC, o coeficiente é negativo.