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OUT 2000 NBR 14610

Indicador de temperatura com sensor- Calibração por comparação cominstrumento-padrão

Origem: Projeto 04:005.11-011:1999ABNT/CB-04 - Comitê Brasileiro de Máquinas e Equipamentos MecânicosCE-04:005.11 - Comissão de Estudo de Sensores TermoelétricosNBR 14610 - Temperature indicator with sensor - Calibration by comparisonwith standard instrumentDescriptors: Temperature indicator. Temperature sensorVálida a partir de 30.11.2000

Palavras-chave: Indicador de temperatura. Sensor detemperatura

5 páginas

SumárioPrefácio1 Objetivo2 Referências normativas3 Definições4 Requisitos5 Método de calibração6 Resultados

Prefácio

A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujoconteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial(ABNT/ONS), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delasfazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).

Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS, circulam para Consulta Pública entreos associados da ABNT e demais interessados.

1 Objetivo

Esta Norma especifica o método de calibração de indicador de temperatura com sensor, por comparação com instrumento-padrão.

2 Referências normativas

As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para estaNorma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão,recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as edições maisrecentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento.

NBR 13522:1995 - Termopar - Calibração por comparação com termopar de referência

NBR 13772:1997 - Termorresistência - calibração por comparação com termorresistência de referência

NBR 13773:1997 - Termorresistência industrial de platina - requisitos e métodos de ensaio

NBR 13863:1997 - Preparação e uso de junção de referência para calibração de termopar

ASTM E 77:1998 - Standard Test Method for Inspection and Verification of Liquid-in-Glass Thermometers

NBR 14610:20002

3 Definições

Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes definições:

3.1 indicador de temperatura: Instrumento de medição, com indicação em temperatura, utilizado em conjunto com umsensor.

3.2 sensor: Elemento de um instrumento de medição ou de uma cadeia de medição que é diretamente afetado pelo men-surando.

Exemplos de sensores de temperatura:

a) termopar;

b) termorresistência;

c) semicondutor (diodos, transistores, etc.);

d) termistor (NTC,PTC);

e) sensor de quartzo.

3.3 meio térmico: Equipamentos que proporcionam uma uniformidade e uma estabilidade térmica na região onde estãoinseridos os sensores de referência e em calibração.

Exemplos:

a) banho de líquido agitado;

b) banho de sais;

c) banho de leito fluidizado;

d) fornos.

3.4 instrumento-padrão: Instrumento devidamente calibrado com erros e incertezas conhecidos, rastreado a padrões na-cionais ou órgãos de reconhecida credibilidade.

Exemplos:

a) termopar;

b) termorresistência;

c) termômetro de líquido em vidro;

d) termômetro digital.

3.5 uniformidade térmica: Igualdade de temperatura em diferentes posições de um meio térmico, no mesmo instante detempo.

3.6 estabilidade térmica: Constância de temperatura, em um determinado ponto, em instantes sucessivos de tempo.

3.7 junção de referência eletrônica: Dispositivo independente ou diretamente integrado ao circuito dos equipamentos deindicação de temperatura com sensor termopar, usado para compensar a temperatura ambiente, levando a referência para0°C.

4 Requisitos

4.1 Meios térmicos

Para calibração do indicador de temperatura com sensor, os meios térmicos utilizados devem proporcionar uma unifor-midade e uma estabilidade térmica, na região onde estão inseridos o instrumento-padrão e o sensor do indicador.

O meio térmico deve ser selecionado de acordo com a faixa de temperatura e incerteza requeridas na calibração. Existemvários tipos de meios térmicos, cada um atendendo a uma faixa de temperatura, tais como:

a) banho de líquido agitado: utilizado na faixa de - 100°C a 300°C;

b) banho de leito fluidizado: utilizado na faixa de 50°C a 700°C;

c) forno: utilizado na faixa de - 30°C a 1 600°C;

d) banho de sais: utilizado na faixa de 150oC a 550oC.

4.2 Instrumento-padrão

O padrão a ser usado na calibração de indicador de temperatura com sensor depende da faixa de temperatura a sercoberta, do tipo de meio térmico utilizado e da incerteza desejada. Deve ser calibrado periodicamente no INMETRO, ou emlaboratórios por ele credenciados, ou em órgãos de reconhecida credibilidade, de modo a garantir sua rastreabilidade.Deve ter registros de controle de periodicidade de calibração, relatos sobre fatos importantes ocorridos, etc.

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4.2.1 Tipos de instrumentos-padrão

Quando da utilização de termopar como instrumento-padrão, deve-se observar cuidados na preparação da junção dereferência, conexões, cabos e fios de compensação e extensão, etc. (conforme as NBR 13522 e NBR 13863). Caso opadrão seja uma termorresistência, deve-se observar cuidados nas conexões, número de terminais de ligação, resistênciade isolação, etc. (conforme as NBR 13773 e NBR 13772). Se o padrão for um termômetro de líquido em vidro, atentar parao tipo de imersão, instrumentação auxiliar, eventuais correções de coluna emergente etc. (conforme ASTM E 77). Deve-seainda atentar para as especificações do padrão, utilizando-o na faixa em que foi calibrado e seguindo as recomendaçõesdo fabricante.

5 Método de calibração

5.1 Local

Deve prover espaço físico adequado à execução da montagem e apresentar:

a) nível de iluminação mínimo de 300 lx;

b) tensão elétrica com estabilidade dentro das especificações requeridas pelos instrumentos de medição;

c) temperatura ambiente com valor nominal e estabilidade dentro das especificações requeridas pelos instrumentos demedição;

d) malha de aterramento para os instrumentos;

e) condições ambientais salutares.

5.2 Escolha dos pontos de calibração

O número e os valores dos pontos de temperatura em que o instrumento deve ser calibrado dependem do tipo, da faixa aser coberta e da incerteza desejada. O usuário pode, entretanto, acertar com o laboratório responsável quantos e quaisserão os pontos de calibração. Caso se deseje interpolar as correções entre os pontos calibrados, deve-se observar aamplitude da faixa e o intervalo entre os pontos. A seqüência da calibração dos pontos em ordem ascendente oudescendente obedece recomendações do fabricante ou fica a critério do calibrador.

5.3 Preparação

O sensor do instrumento em calibração e o de referência devem ser imersos no meio térmico, a uma profundidadesuficiente, onde haja uniformidade e estabilidade térmica. Para obtenção de um melhor equilíbrio térmico entre ambos,sugere-se a utilização de um bloco de equalização, onde os sensores são inseridos. Recomenda-se verificar aprofundidade de imersão adequada para o sensor em calibração, segundo recomendações do fabricante, quando existir.

Uma vez que o padrão e o instrumento em calibração estejam em equilíbrio térmico e imersos à mesma profundidade, épossível verificar se a profundidade de imersão é adequada, levantando-se ambos de modo a perceber se há variação naindicação do mensurando. Neste caso, deve-se tentar aumentar a profundidade de imersão até que não haja mais estamudança.

Verificar se o indicador está em uma região do ambiente do laboratório livre da influência da temperatura dos meiostérmicos, sobretudo se o sensor do mesmo for termopar.

Observar recomendações do fabricante com relação ao tempo mínimo de preaquecimento dos circuitos do indicador.

5.4 Execução

Após a preparação descrita em 5.2 e 5.3, os sensores devem ser colocados no meio térmico e os terminais do sensorpadrão ligados, quando aplicável, ao instrumento-padrão de medição (ver figura 1) ou apenas imersos na profundidadeadequada quando o padrão for um TLV (ver figura 2). Cuidados especiais devem ser tomados nas interligações elétricasentre os sensores e os instrumentos de medição, visando minimizar erros causados por f.e.m térmica espúria, ruídoseletromagnéticos e resistência parasita.

Ajustar o meio térmico para temperatura desejada e aguardar a estabilização.

NOTA - A colocação e a retirada dos sensores dos meios térmicos devem ser feitas com cuidado para evitar danos causados por choquestérmicos. Também deve-se ter atenção especial para causas de erros, tais como: correntes de ar, radiações caloríficas, ruídoseletromagnéticos e proximidade de rede elétrica de potência.

5.5 Aquisição de dados

A seleção do instrumento de medição a ser adotado dependerá do tipo de sensor padrão. Quando for utilizado em um ter-mopar, usa-se um potenciômetro ou um voltímetro. Quando for utilizada uma termorresistência, usa-se uma ponte de re-sistência ou ohmímetro.

A seqüência de medição deve ser feita conforme os seguintes passos:

a) iniciar a medição quando o meio térmico estiver estabilizado;

b) medir e anotar o valor do instrumento-padrão;

c) medir e anotar a temperatura indicada pelo instrumento em calibração;

d) repetir o procedimento das alíneas b) e c);

NBR 14610:20004

e) comparar as duas leituras dos instrumentos, a fim de concluir se as temperaturas estão estabilizadas dentro da in-certeza desejada;

f) repetir no mínimo três séries de medição para cada ponto de calibração;

g) prosseguir sempre fazendo a medição na seqüência mencionada, a partir da alínea a), para todos os pontos de cali-bração.

6 Resultados

6.1 Avaliação dos resultados

Deve ser verificada a consistência dos resultados emitidos após as medições, através de, por exemplo, uma avaliação dascorreções ou erros encontrados (a linearidade dos valores). Havendo inconsistência, retornar à seção 5, a fim de verificaros pontos duvidosos, lembrando que o objetivo dessa calibração é calcular o erro ou desvio, dado pela expressão:

Erro = Temperatura indicada - Temperatura do padrão

Quando aplicável, verificar a estabilidade do instrumento no ponto 0°C (ponto do gelo), medindo a diferença entre a pri-meira medição (antes da calibração) e após o último ponto calibrado.

6.2 Interpolação dos valores

A incerteza dos valores interpolados depende do número de pontos de calibração. Sempre que possível deve-se evitarextrapolações. Sugere-se que pelo menos um ponto de teste seja realizado entre os pontos medidos, com o objetivo deverificar se a interpolação está coberta pela incerteza; caso contrário, deve-se aumentar o valor da incerteza.

6.3 Incertezas da calibração

A incerteza dos resultados da calibração depende:

a) da incerteza do padrão;

b) da incerteza do instrumento de medição, quando aplicável;

c) do gradiente do meio térmico;

d) dos erros aleatórios introduzidos nas interligações, conexões elétricas, tais como f.e.m’s espúrias avaliadas em co-mutação de relés (chaves eletrônicas), etc.;

e) incerteza da junção referência, quando aplicável;

f) incerteza do ponto do gelo, quando aplicável;

g) desvio-padrão da média de leituras do padrão;

h) desvio-padrão da média de leituras do instrumento em calibração;

i) incerteza da resolução em valor de uma divisão dos instrumento;

j) incertezas causadas por outras fontes conhecidas.

8888 88888.88

MeioTérmico

Sensor doIndicador

Padrão

Indicador deTemperatura

Instrumentode Medição

Figura 1- Calibração utilizando instrumento-padrão de medição

NBR 14610:2000 5

8888

MeioTérmico

Sensor doIndicador

Indicador deTemperatura

PadrãoTLV

Figura 2 - Calibração utilizando padrão TLV

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