Medição de Temperatura - Termopar e Termorresistência

    Qualquer equipamento que sofre alguma mudança de suas propriedades em função da temperatura pode ser utilizado como transdutor (elemento primário) no momento da medição de temperatura - TENHA ISTO EM MENTE.

MEDIÇÃO POR TERMORRESISTÊNCIAS

Como dito no primeiro parágrafo os dispositivos que sofrem mudanças nas suas propriedades em função da temperatura aplicada neles podem ser utilizados como elementos sensores (que sente a temperatura).

Neste ponto vou abordar os elementos que possuem a capacidade de mudança de resistência em função da temperatura.

É interessante observar que medição por termorresistência não é feita medindo a resistência da termorresistência. É sempre por meio de alguma grandeza relacionada a termorresistência, por exemplo:

Se uma corrente circular na resistência, logo, pela lei de ohm, você terá uma tensão.

Para medição de temperatura por meio de termorresistência é utilizado a ponte de Wheatstone, uma vez que é possível transformar variações de resistência em variações de tensão.

Observe que, ao utilizar uma termorresistência com três fios também surge três resistência no circuito da ponte de Wheatstone e isto é resultado da resistência dos cabos.

Curiosidade: Por que não coloca a termorresistência direto nos contatos da ponte?

R: Se ocorrer uma ligação direta da termorresistência teremos dois cabos chegando na ponte de Wheatstone e estes cabos também possuem resistências e elas variam em função da temperatura também. Se a termorresistência estiver mensurando uma temperatura continua e a temperatura dos cabos variar igualmente, logo a saída de tensão da ponte de Wheatstone será diferente e indicará para o transmissor uma temperatura falsa. 

A técnica dos três cabos consiste em um cabo compensar o outro. O cabo "A" esta conectado em um ponto da ponte e o cabo "C" em um ponto oposto da ponte. Se os dois estiverem submetidos a mesma temperatura - que é diferente da temperatura na resistência em série que é nossa termorresistência - as variações de temperatura serão compensados um pelo outro como se ocorresse a subtração "A - C". O cabo "B" sofrerá alterações insignificantes

MEDIÇÃO POR TERMOPAR

Efeito Seebeck: O efeito Seebeck é o surgimento de uma tensão resultado da junção de materiais condutores diferentes quando submetidos a uma temperatura aleatória.

Efeito Peltier: Por uma questão de alinhamento, coloco o efeito Peltier. O efeito Peltier é o inverso do efeito Seebeck e é resultado de uma aplicação de tensão entre dois materiais condutores diferentes e que gera mudança de temperatura.

OBS: são manifestações diferentes do mesmo fenômeno.

O termopar utiliza o efeito Seebeck para gerar um sinal elétrico e este sinal varia em função da temperatura da junção quente.

A junção fria - que é a junção que chega até o transmissor - sofre algumas compensações.

Há uma técnica de compensação chamada compensação eletrônica de junta fria e consiste utilizar um amplificador e submeter os dois materiais da junção a 0°C.

Leis dos Termopares:

1. A tensão gerado pelo efeito Seebeck não depende da temperatura ao longo dos condutores que formam a junção. Ela dependerá, exclusivamente, dos materiais utilizados e da diferença de temperatura.
2. Se inserirmos um terceiro material em meio a um material original do termopar será gerado mais duas novas junções. Se essas junções estiverem a mesma temperatura a tensão gerada pelo efeito Seebeck não sofrerá alteração.
3. Se inserirmos um terceiro material em meio aos dois material originais do termopar será gerado mais duas novas junções. Se essas junções estiverem a mesma temperatura a tensão gerada pelo efeito Seebeck não sofrerá alteração.
4. Se tivermos uma tensão gerada por um termopar que utiliza materiais A e B submetidos a uma diferença de temperatura e outro termopar com metais B e C submetidos a uma diferença de temperatura, então a tensão gerada pela junção dos metais A e C será a soma das tensões de A e B e B e C.