Medição De Temperatura

UNIFEI - Universidade Federal de Itajubá

Experimento 1 – Medição de Temperatura

Vladimir Cobas

Engenharia de Controle e Automação – P2

EME 215- Laboratório de Fenômenos de Transporte

Aluno:

Gracielle Morita Lima – 23964

Itajubá-MG

16/04/2013 

INDICE

1. INTRODUÇÃO 3

2. OBJETIVOS 3

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3

4. DESENVOLVIMENTO PRÁTICO 6

4.1. Procedimento 6

4.2. Dados coletados 6

4.3. Tratamento dos dados 7

4.3.1. Construção de gráficos 7

4.4. Análise dos dados 10

5. CONCLUSÃO 10

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 11

 

1. INTRODUÇÃO

A temperatura é, provavelmente, uma das grandezas físicas mais medidas e controladas. Ela está de algum modo presente nas mais variadas situações, desde o nosso dia-a-dia até à investigação científica. As grandezas e os fenômenos físicos dependem quase sempre da temperatura, o que a torna um parâmetro da maior relevância.

Um pouco de sua história:

A medição de temperatura se confunde com o próprio surgimento da Ciência e dos métodos científicos. Há registros de que um homem chamado Herão tenha construído algo parecido com um termômetro no século II a.C. Registros mais modernos remontam ao século XVI, quando o astrônomo Galileu Galilei teria idealizado o primeiro termômetro moderno. Mas tudo indica que foi somente a partir do século XVII que aparelhos mais parecidos com os termômetros atuais tenham realmente surgido.

O médico italiano Santorre Santoria construiu, em 1611, um termoscópio semelhante ao que já era conhecido por Filon de Bizâncio, 200 anos antes de Cristo. Outro termômetro à base de líquido foi construído por Jean Rey, um médico francês, em 1637. Ole Christensen Römer, astrônomo dinamarquês, propôs seu dispositivo por volta de 1708. Entretanto, o primeiro termômetro de mercúrio utilizável na Ciência foi construído pelo físico alemão Gabriel Daniel Fahrenheit em 1715.

Em 1742 o astrônomo sueco Anders Celsius propôs a escala centesimal. A partir daí a medição de temperatura não parou mais de evoluir, movida pela necessidade incessante de medir temperaturas cada vez mais baixas (ou mais altas) à medida que a sociedade se industrializava cada vez mais.

2. OBJETIVOS

O experimento aqui presente destina-se a investigar as propriedades termoelétricas de um dispositivo de resistência de platina, um termopar e um termistor; e a examinar o efeito da temperatura em um dispositivo de líquido em vidro e de pressão de vapor.

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A temperatura é uma importante grandeza a ser medida em muitos processos, pois é um fator limite para muitas operações. Pode-se pensar em temperatura como sendo o potencial que causa o fluxo de calor de um ponto de mais alta temperatura para um ponto de mais baixa temperatura. Sua medição correta é complexa, por ser facilmente influenciada por fatores externos aos dispositivos de medida ou pela inércia térmica inerente ao sistema.

A temperatura é quantificada através de escalas padronizadas, as mais utilizadas são a escala Celsius [ºC] e a Fahrenheit [ºF]. No Sistema Internacional (S.I.) utiliza-se à escala absoluta Kelvin. Algumas relações entre escala são:

(TC – 0)/(100 – 0) = (TF – 32)/(212 – 32)  TC/100 = (TF – 32)/180

(TC – 0)/(100 – 0) = (TK – 273)/(373 – 273)  TC = TK – 273 (TK = TC + 273)

(TF – 32)/(212 – 32) = (TK – 273)/(373 – 273)  (TF – 32)/18 = (TK – 273)/10

Existem diversos tipos de sensores que podem atuar sobre um circuito em função da variação da temperatura do meio em que se encontram. Temos basicamente os seguintes tipos de sensores térmicos que são usados na maioria das aplicações eletrônicas comuns:

Bimetais

Esse sensor consiste em duas lâminas feitas de metais que possuem coeficientes de dilatação diferentes. As lâminas são presas juntas de tal modo que, ao se aquecerem, o conjunto verga na direção da lâmina de menor coeficiente. Basta então dotar essas lâminas de contatos para que, ao haver o aquecimento, o movimento se encarregue de fechar o circuito, ou ainda abrí-lo. Trata-se de uma solução simples, mas pouco precisa para o controle de temperatura (termostatos). São empregados em: controles intermitentes (pisca-piscas), circuitos de proteção contra sobrecorrente, controle de temperatura em estufas, fornos, etc.

Transdutores

Os transdutores convertem uma grandeza em outra, nesse caso uma temperatura em um sinal elétrico que pode ser uma corrente ou uma tensão. Por isso, eles podem ser utilizados como sensores na medição ou controle de temperaturas. Existem quatro tipos de transdutores principais: RTDs (Resistance Temperature Detectors), Termistores, CI Sensores e Pares termoelétricos.

Pares Termoelétricos

Pela sua capacidade de operar com temperaturas muito altas, linearidade e precisão são os sensores mais utilizados no sensoriamento de temperaturas muito altas, que podem chegar a centenas de graus, como em fornos, por exemplo. Quando dois metais formam uma junção e um deles está numa temperatura diferente do outro, aparece entre eles uma tensão proporcional à diferença de temperatura. Dessa forma, pode-se usar essa tensão para sensoriar a temperatura de um local, tanto atuando sobre um circuito de controle quanto sobre um circuito de medida. São utilizados nos casos em que se deseja monitorar temperaturas muito altas.

Termistores (NTCs e PTCs )

NTC