TERMOPARES

UNIVERSIDADE BRAZ CUBAS

EDEMIR DA COSTA LOZANO RGM: 264748

TERMOPARES

MOGI DAS CRUZES - 2015

EDEMIR DA COSTA LOZANO RGM: 264748

TERMOPARES

Trabalho apresentado ao Professor

ANIBAL

da disciplina: ELETRICIDADE APLICADA

da turma: PRO212AN , turno: NOTURNO

do curso: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

UBC – MOGI DAS CRUZES – FEVEREIRO 2015

Termopar

Os termopares são dispositivos eletrônicos com larga aplicação para medição de temperatura. São baratos, podem medir uma vasta gama de temperaturas e podem ser substituídos sem introduzir erros relevantes. A sua maior limitação é a exatidão, uma vez que erros inferiores a 1 ºC são difíceis de obter. Uma termopilha é o nome que se dá a um conjunto de termopares ligados em série. Um exemplo da aplicação de termopares e termopilhas pode ser a medição de temperaturas em linhas de gás. Como funciona Em 1822, o físico Thomas Seebeck descobriu (acidentalmente) que a junção de dois metais gera uma tensão eléctrica que é função da temperatura. O funcionamento dos termopares é baseado neste fenómeno, que é conhecido como Efeito de Seebeck. Embora praticamente se possa construir um termopar com qualquer combinação de dois metais, utilizam-se apenas algumas combinações normalizadas, isto porque possuem tensões de saída previsíveis e suportam grandes gamas de temperaturas. Existem tabelas normalizadas que indicam a tensão produzida por cada tipo de termopar para todos os valores de temperatura que suporta, por exemplo, o termopar tipo K com uma temperatura de 300 ºC irá produzir 12,2 mV. Contudo, não basta ligar um voltímetro ao termopar e registar o valor da tensão produzida, uma vez que ao ligarmos o voltímetro estamos a criar uma segunda (e indesejada) junção no termopar. Para se fazerem medições exatas devemos compensar este efeito, o que é feito recorrendo a uma técnica conhecida por compensação por junção fria. Caso se esteja a interrogar porque é que ligando um voltímetro a um termopar não se geram várias junções adicionais (ligações ao termopar, ligações ao aparelho de medida, ligações dentro do próprio aparelho, etc...), a resposta advém da lei conhecida como lei dos metais intermédios, que afirma que ao inserirmos um terceiro metal entre os dois metais de uma junção dum termopar, basta que as duas novas junções criadas com a inserção do terceiro metal estejam à mesma temperatura para que não se manifeste qualquer modificação na saída do termopar. Esta lei é também importante na própria construção das junções do termopar, uma vez que assim se garante que ao soldar os dois metais a solda não irá afetar a medição. Contudo, na prática as junções dos termopares podem ser construídas soldando os materiais ou por aperto dos mesmos. Todas as tabelas normalizadas dão os valores da tensão de saída do termopar considerando que a segunda junção do termopar (a junção fria) é mantida a exatamente zero graus Celsius. Antigamente isto conseguia-se conservando a junção em gelo fundente (daqui o termo compensação por junção fria). Contudo a manutenção do gelo nas condições necessárias não era fácil, logo optou-se por medir a temperatura da junção fria e compensar a diferença para o zero graus Celsius. Tipicamente a temperatura da junção fria é medida por um termístor de precisão. A leitura desta segunda temperatura, em conjunto com a leitura do valor da tensão do próprio termopar é utilizada para o cálculo da temperatura verificada na extremidade do termopar. Em aplicações menos exigentes, a compensação da junção fria é feita por um semicondutor sensor de temperatura, combinando o sinal do semicondutor com o do termopar. É importante a compreensão da compensação por junção fria; qualquer erro na medição da temperatura da junção fria irá ocasionar igualmente erros na medição da temperatura da extremidade do termopar.

Podemos dividir os termopares em três grupos, a saber:

- Termopares Básicos

- Termopares Nobres

Termopares Básicos

São assim chamados os termopares de maior uso industrial, em que os fios são de custo relativamente baixo e sua aplicação admite um limite de erro maior.

TIPO "T"

Nomenclaturas:

T - Adotado pela Norma ANSI

Cu - Co

Cobre-Constantan

Liga: (+) Cobre (99,9%) (-) Constantan - São as ligas de Cu-Ni compreendidos no intervalo entre Cu50 e Cu65 Ni35. A composição mais utilizada para este tipo de termopar é de Cu58 Ni42.

Identificação da polaridade: o positivo (cobre) é avermelhado.

Características:

- Faixa de utilização: -60 a 370°C

- f.e.m. produzida: -5,333 a 19,027mV

- Potência termoelétrica média: 5,14mV/100°C (para temperaturas positivas)

- Pode ser utilizado em atmosferas a vácuo, inertes, oxidantes ou redutoras.

- Apresenta boa precisão na faixa de utilização devido à grande homogeneidade do cobre.

- Em temperaturas acima de 310°C o cobre começa a se oxidar a próximo de 400°C, oxida-se rapidamente.

- Com certas precauções e devidamente aferido, pode ser utilizado até -262°C.

Aplicações:

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