Sensor Temperatura

1. Introdução

Este trabalho é a descrição da atividade proposta pela coordenação do curso da montagem de um circuito que liga-desliga uma carga de acordo a uma temperatura pré-determinada e ajustada utilizando um componente que é sensível à variação de temperatura. Este tipo de circuito tem ampla utilização já que pode ser usado para controlar ou manter a temperatura de quase qualquer coisa, como de um aquário ornamental, de um equipamento elétrico ou mecânico, incubadora, etc. tendo sua limitação apenas a dos limites de operação do sensor.

2. Objetivos

Faremos a simulação de um circuito sensor de temperatura no software destinado para tal fim e denominado MultiSim.

3. Justificativa

Esta montagem irá fomentar pesquisas, envolver e desenvolver pratica de montagens estruturais e de circuitos, e colocar em pratica muitos dos conceitos teóricos vistos e assimilados neste curso de engenharia até o presente momento sobre eletricidade, eletrônica e automação.

4. Metodologia

Iniciamos o projeto fazendo pesquisas sobre os componentes utilizados no circuito do esquema sugerido e fizemos o primeiro esboço no MultiSim, ainda sem fazer cálculos da analise das malhas ou se preocupar com as especificações dos componentes.

Dos sensores de temperatura disponíveis, os termopares apresentam uma faixa de leitura de temperatura mais ampla do que as termorresistências e termistores. Em compensação, os sensores RTD são mais lineares. Os sensores tipo circuito integrado (CI) são fabricados por técnica de fabricação de circuito integrado que incorporam num “chip” o termoelemento (geralmente um termistor PTC) junto ao circuito eletrônico de condicionamento de sinal.

O gráfico ilustra as diferenças principais entre termistores, RTDs e termopares em termos de temperatura. Outras diferenças importantes são a velocidade de resposta, a compatibilidade ambiental e a susceptibilidade a ruído e interferências eletromagnéticas.

Pensando no custo x beneficio do projeto observamos os seguintes comparativos:

Para nosso uso a eleição é do termistor, e para nosso circuito do tipo NTC e apesar do MultiSim não dispor do termistor é possível simular utilizando um RESISTOR_VIRTUAL como recomendado pelo fabricante(NI) do software, um potenciômetro, R3 no nosso caso.

Transistores, componentes ativos, foram eleitos baseados na tensão, potencia, usos gerais e de linhas comerciais. Seus datasheets correspondentes estão no apêndice deste trabalho para verificação das propriedades e bem como seu encapsulamento e pinagem.

O potenciômetro R4 tem a função não só de ajuste da temperatura monitorada como também de limitador da corrente para evitar o aquecimento do NTC por efeito joule.

Colocamos uma fonte e um voltímetro na saída do rele para conferir o chaveamento do circuito na simulação configurado na escala de 5(V) DC.

Observando outros circuitos nas pesquisas na Internet que possuem