Utilizando a voltagem do termopar para conversão de temperatura

Escrito por kim lewis | Traduzido por jesse mourao
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Utilizando a voltagem do termopar para conversão de temperatura
A conversão de temperatura pode ser realizada com a ajuda de um termopar (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

Os termopares são sensores de temperatura feitos de dois metais diferentes que são acoplados e formam uma junção. Se um dos metais for mais quente ou mais frio do que o outro, uma tensão é gerada. A quantidade de tensão/voltagem produzida depende da diferença de temperatura entre os metais.

A tensão do termopar deve ser medida com instrumentos tais como multímetros e voltímetros. Estes instrumentos não dão medidas diretas de temperatura, de modo que o valor da saída deve ser convertido. Para gerar uma tensão de termopar para conversão de temperatura, use um gráfico para saber como as voltagens estão correlacionadas à temperatura. Se a tensão exata não for encontrada, use a interpolação linear para estimá-la.

Nível de dificuldade:
Moderado

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O que você precisa?

  • Dados de amostra do termopar
  • Gráfico de conversão de termopar

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Instruções

  1. 1

    Estude a interpolação linear. Ela é usada para estimar o valor da medição da temperatura do termopar, quando o número cai entre dois pontos conhecidos. Para a temperatura T e tensão V, a equação é T = T1 + (T2 - T1) * ([medidade de V-V1] / [V2-V1]).

  2. 2

    Analise as informações sobre os diferentes tipos de termopares. Os termopares são classificados com base nos materiais utilizados na sua construção e só funcionam dentro de intervalos específicos de temperatura. Os termopares tipo K são feitos com ligas de níquel e limitam-se às medidas de -250 a 350 graus C, ou Celsius. Os termopares do tipo T são feitos com ligas de cobre e limitam-se às medidas de –200 graus para 350 graus C.

  3. 3

    Obtenha os dados das medidas de temperatura produzidas por um termopar. A informação deve incluir o tipo do termopar utilizado e a temperatura da junção de referência. A junção de referência é definida como o fim do termopar, que é mantido a uma temperatura fixa ou diferente da outra extremidade. Essa temperatura é muitas vezes definida em 0 graus Celsius.

  4. 4

    Encontre a tabela de conversão apropriada, com base no tipo de termopar. Os gráficos podem ser obtidos diretamente on-line, baixados ou acessados através de um banco de dados. O banco de dados mais utilizado é produzido e mantido pelo NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia).

  5. 5

    Examine o formato da tabela de conversão. Ela será em Celsius ou Fahrenheit. A coluna mais à esquerda mostra a temperatura, aumentando em quantidades de 10, de cima para baixo. A linha superior mostra como a temperatura aumenta em quantidades de 1, da esquerda para a direita. Cada linha e coluna mostram uma voltagem nas unidades de mV (milivolt). A junção de referência passa a ser considerada em 0 graus Celsius ou 32 graus F. Se a temperatura de junção real não for esse valor, então a voltagem deve ser adicionada à medida de voltagem do termopar, e o resultado deve ser usado para encontrar o T.

  6. 6

    Pratique com um exemplo onde seja possível encontrar uma medida exata correspondente na tabela. Por exemplo, suponha que um termopar tipo K é usado para efetuar uma medição de 9.343 mV, onde sua junção de referência é realizada a 0 graus C. Para determinar a temperatura, use a tabela de tipo K. Veja que a medida da temperatura é 230 graus C.

  7. 7

    Encontre um exemplo onde seja requerida a interpolação linear. Suponha que uma medida tomada com um termopar tipo T produza 0.964 mV, e a junção é fixada em 0 graus C. A tabela mostra que a medida será entre 0.951 e 0.992 mV, que é de 24 e 25 graus C, respectivamente. A fórmula de interpolação será T = 24 + (24-25) * ([0.964 – 0.951] / [0.992 – 0.951]) = 24 + 1 * (0.013 / 0.041) = 24,3 graus C.

  8. 8

    Estude um exemplo onde a junção de referência tenha uma temperatura diferente do valor padrão. Um termômetro mostrará que a junção de referência do termopar tipo T é de 12 graus Celsius. Isso é equivalente a 0.470 mV na tabela. Uma medição feita com um tipo T mostrará 4.279 mV. Para encontrar o T, some a temperatura de junção com medição do termopar e obtenha 0.471 + 4.279 = 4.750 mV. A tabela mostrará que a resposta é de 110 graus C.

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