Controlador de temperatura natalia

CONTROLADORES DE TEMPERATURA

• Utilização de resistências para medição de temperatura iniciou em 1835, com Faraday, porém só foi utilizado em processos industriais a partir de 1925.

• Características: alta estabilidade mecânica e térmica, resistência à contaminação e baixo índice de desvio pelo envelhecimento e tempo de uso.

• Medem temperaturas na faixa de: -270ºC a 660ºC.

Termômetros por Resistência

• Princípios de funcionamento (Bulbo de resistência):

- São sensores que se baseiam no principio de variação da resistência em função do tempo.-São conhecidos também como R.T.D (Detectores de temperatura a resistência).- É constituído por um filamento resistivo de Pt, Ni ou Cu revestido de vidro, cerâmica ou outro material polimerizável.



- A variação de resistência com a temperatura é regida pelas equações de Callendar e Van Dusen:

De -200ºC a 0ºC: Rt = Ro [1 + AT + BT2 + CT3 (T-100)]

De 0ºC a 630ºC: Rt = Ro [1 + AT + BT2]

Onde:Rt= resistência em ohms na temperatura (ºC);Ro= resistência em ohms na temperatura de referência;A, B, C=constantes do material.



- Para uso industrial são utilizados sensores com fios de platina, níquel, cobre e também uma liga de 70% Ni/30%Fe (“Balco”):- Alta resistividade, permitindo melhor sensibilidade do sensor;- Teor de coeficiente de variação de resistência com a temperatura;- Rigidez e ductibilidade para ser transformados em fios finos.



- Construção física do sensor: o bulbo de resistência compõe-se de um filamento, ou resistência de Pt, Cu ou Ni, com diversos revestimentos, conforme o tipo de utilização.



- Os termômetros de resistência de Ni e Cu tem sua isolação normalmente em esmalte, seda, algodão ou fibra de vidro.- Os sensores de platina (Pt 100) permitem um funcionamento até temperaturas mais elevadas e têm seu encapsulamento normalmente em cerâmica ou vidro – não tem problema relativos à dilatação.


• Princípios de funcionamento (Bulbo de resistência – Pt100):

- Possuem estabilidade, repetibilidade, precisão e ampla faixa de operação (-270ºC a 660 ºC);- Mais utilizado nas indústrias;- Seu custo é praticamente igual ou até inferior ao dos sensores de metais menos nobres;



- Para sensores (Pt 100) classe B:Erro máx. = + [0,3 + 0,005T] ºC

- Para sensores (Pt 100) classe A:Erro máx. = + [0,15 + 0,002T] ºC

Ex.: Classe A operando a 380ºC:+ [0,15 + 0,002x 380] = + 0,91ºC

Correspondem a + 0,24% do valor lido. Excelente!



• Vantagens:- Maior exatidão dentro da faixa de utilização comparando

com outros sensores; - Boa reprodutibilidade;

- Utilizado em qualquer ambiente;- Em alguns casos substitui o termopar com grande vantagem.

• Desvantagens:- Tem vida útil curta caso seja utilizado para temperaturas

elevadas;- Temperatura máxima de 630ºC.


• Princípios de medição (Ligação a 2 fios)- Ligados a um circuito de medição tipo Ponte de Wheatstone;- O circuito encontra-se balanceado quando é respeitada a relação R4.R2 = R3.R1.- Para utilização deste circuito como instrumento de medida de Termoresistência, teremos as seguintes configurações:


• Princípios de medição (Ligação a 2 fios)- Dois condutores de resistência relativamente baixa RL1 e RL2 são usados para ligar o sensor Pt-100(R4) à ponte de instrumento de medição e aumentar a resistência do sensor.

- A resistência R4 corresponde:R4 = Pt100+ RL1 + RL2


• Princípios de medição (Ligação a 3 fios):- Método mais utilizado para termômetros de resistência na indústria;- Configuração elétrica diferente: a alimentação fica mais próxima do sensor.- Na ligação a 2 fios, as resistências de linha estavam em série com o sensor, agora na ligação 3 fios, elas estão separadas.- Garante exatidão mesmo com grandes distâncias entre elemento sensor e circuito de medição.


• Princípios de medição (Ligação a 3 fios):- A resistência R4 corresponde:

R4 = Pt100+ RL1 + RL2 + RL3


• Princípios de medição (Ligação a 3 fios):- A resistência R4 corresponde:

R4 = Pt100+ RL1 + RL2 + RL3


• Utilizações:– Ensaio de Fragilidade em borracha;


• Princípios de funcionamento- Utilizado quando se quer medir a temperatura de um meio muito difícil de acessar, faz-se o uso da pirometria óptica ou de radiação térmica;- Um corpo aquecido emite energia (radiação térmica) que é transportada por ondas eletromagnéticas, como a energia luminosa, mas com predominância de frequências bem menores que as do espectro visível, enquanto o corpo está à temperatura não muito elevada. À medida que se aquece um corpo, a partir de 500ºC, este começa a ficar visível, pois começa a emitir radiações que têm uma fração apreciável com frequência de luz: o espectro visível.

Termômetros por Radiação

• Princípios de funcionamento- Ainda assim, a maior parte da intensidade da radiação tem frequência localizada na região do infravermelho.- São utilizados pirômetros ópticos que medem temperaturas que vão acima de 1064,43ºC;- Mede a intensidade de energia radiante emitida numa faixa estreita de comprimento de onda do espectro visível.- A intensidade de luz no espectro visível emitida por um objeto quente varia rapidamente com a sua temperatura;


• Princípios de funcionamento- Os pirômetros utilizam dois métodos para comparação:a) Variando a intensidade da luz emitida por uma lâmpada padrão (corrente que passa através de um filamento) até atingir o mesmo brilho da fonte.b) Variando a luminosidade aparente do corpo quente através de dispositivos ópticos enquanto uma corrente constante atravessa o filamento da lâmpada padrão que permanece com brilho constante.


• Princípios de funcionamento- Os limites de utilização são: 750ºC e 2850ºC. Com filtros de absorção especiais, pode-se estender sua calibração até 5500ºC.- Em uso industrial consegue-se uma exatidão de até + 2%.- As medidas são independentes da distância entre a fonte e o aparelho;


• Princípios de funcionamento- Pirômetros de radiação operam essencialmente segundo a lei de Stefan-Boltzmann. Nele a radiação é coletada por um arranjo óptico fixo e dirigido a um detector do tipo termopilha ou semicondutor, onde gera um sinal elétrico (termopilha) ou altera o sinal elétrico (semicondutor);


• Princípios de funcionamento- Radiômetro operam numa faixa de -30ºC a 4000ºC.- São utilizados onde as temperaturas estão acima da faixa de operação dos termopares;- No interior de fornalhas à vácuo ou pressão, onde os sensores de temperatura danificam o produto;- Objetivo em movimento;


• Princípios de funcionamento - Os resultados normalmente são apresentados através de mostradores analógicos e digitais.- Alguns são conectados diretamente com a unidade de controle ou registradores através de interface analógica/digital.


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