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Temperatura
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A literatura geralmente reconhece três meios distintos de transmissão de calor: condução, radiação e convecção.
[object Object],A escala Celsius, que divide a medição de temperatura em 100 partes iguais, denominadas graus Celsius é de uso universal, e a Fahrenheit, que é dividida em 180 partes iguais denominados graus Fahrenheit, é usada em muitos paises de língua inglesa. Tanto Celsius como Fahrenheit, são escalas relativas. O físico irlandês William Thomson (lorde Kelvin) chegou à conclusão de que, se a temperatura mede a agitação das moléculas, então a menor temperatura possível aconteceria quando as moléculas estivessem em repouso absoluto. A esse estado de repouso térmico chamamos zero absoluto. Baseado no conceito de temperatura, ele criou a Escala Absoluta, conhecida como Escala Kelvin.
Escalas Relativas e Absolutas
 
 
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Bulbo Capilar Elemento de Medição O elemento usado é o tubo de Bourdon. Recomenda-se não dobrar o capilar com curvatura acentuada para que não se formem restrições que prejudicariam o movimento do líquido em seu interior, causando problemas de medição.
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Experiência de Seebeck:  Num circuito fechado, formado por dois fios de metais diferentes, se colocamos os dois pontos de junção a temperaturas diferentes, se cria uma corrente elétrica cuja intensidade é determinada pela natureza dos dois metais utilizados e da diferença de temperatura entre as duas junções.
Experiência de Peltier:  Passando uma corrente elétrica, por um par termoelétrico, uma das junções se aquece enquanto a outra se resfria.
Efeito Volta:  Quando dois metais estão em contato a um equilíbrio térmico e elétrico, existe entre eles uma diferença de potencial, que depende da temperatura e não pode ser medida diretamente. Efeito Thomson:  Quando colocamos as extremidades de um condutor homogêneo à temperaturas diferentes, uma força eletromotriz aparecerá entre estas duas extremidades, sendo esta, chamada de F.E.M. Thomson, que depende do material e da diferença da temperatura, não pode ser medida diretamente.
A FEM termal, desenvolvida em um circuito termoelétrico de dois metais diferentes, com suas junções às temperaturas T1 e T2, é independente do gradiente de temperatura e de sua distribuição ao longo dos fios. Em outras palavras, a FEM medida depende única e exclusivamente da composição química dos dois metais e das temperaturas existentes nas junções
[object Object],[object Object]
NBR 12771- Tabela de referência de Termopares Objetivo:  Esta norma estabelece as tabelas de referência usadas na conversão de força eletromotriz térmica gerada pelo termopar em função da temperatura . Tipos de Termopares:   Termopar tipo R (0 a 1600°C):  Composto de platina pura(-) e uma liga de platina(+) contendo um teor de ródio o mais próximo possível de 13% em peso. Termopar tipo S (0 a 1600°C):   :  Compostos de platina pura(-) e uma liga de platina(+) contendo um teor de ródio o mais próximo possível de 10% em peso Termopar tipo B (600 a 1700°C):   :  Feito de ligas cujas composições nominais em peso são platina - 30% ródio(+) e platina - 6% ródio(-). Termopar tipo J (-40 a 750°C):   :  Compostos de ferro comercialmente puro(+) e uma liga de níquel(-) contendo 45% a 60% de cobre em peso, conhecida com constantan. Termopar tipo T   (-200 a 350°C):  : Compostos de cobre comercialmente puro(+) e uma liga de níquel(-) contendo 45% a 60% de cobre em peso. Termopar tipo E (-200 a 900°C):  : Compostos de  ligas  comerciais do tipo níquel-cromo(+) e níquel-cobre(-). Termopar tipo K (-200 a 1200°C):   :  Compostos de ligas comerciais do tipo  níquel-cromo(+) e níquel-manganês-silício-alumínio(-). Termopar tipo N (-200 a 1200°C):   :  Compostos de ligas níquel-cromo-silício(+) e níquel-silício(-).
NBR 12771- Tabela de referência de Termopares Classes de tolerância para os  termopares (junção de referência a 0°C
 
Correção da junta de referência Os gráficos existentes da FEM gerada em função da temperatura para os termopares têm fixado a junta de referência a 0°C (ponto de solidificação da água). Porém, nas aplicações práticas dos termopares a junta de referência é considerada nos terminais do instrumento receptor, encontrando-se temperatura ambiente, que é normalmente diferente de 0°C e variável com o tempo. Isso torna necessário que se faça uma correção da junta de referência, podendo ela ser automática ou manual. É importante não esquecer que o termopar mede realmente a diferença entre as temperaturas das junções. Então para medirmos a temperatura do ponto desejado, precisamos manter a temperatura da junção de referência invariável.
FEM = JM – JR FEM = 2,25 – 1,22 FEM = 1,03mV 25°C Esta temperatura obtida pelo cálculo está errada, pois o valor correto que o meu termômetro tem que medir é de 50°C. FEM = JM – JR FEM = 2,25 – 1,22 FEM = 1,03mV + mV correspondente à temperatura ambiente para fazer a compensação automática, portanto: FEM= mV JM – mV JR + mV CA (Compensação Automática) FEM = 2,25 – 1,22 + 1,22 FEM = 2,25mV 50°C
A interligação dos termopares com os instrumentos de recepção (indicador, controlador, etc...) deve obedecer critérios específicos já que na sua junção não pode ocorrer o “aparecimento” de novos termopares. Para isto ou se usa cabos/fios do mesmo material ou por questões de custo se utiliza cabos que substituem os de mesmo material sem que haja interferência na medição ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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[object Object],As termoresistências ou bulbos de resistência ou termômetros de resistência ou RTD, são sensores que se baseiam no princípio da variação da resistência ôhmica em função da temperatura. Elas aumentam a resistência com o aumento da temperatura. Seu elemento sensor consiste de uma resistência em forma de fio de platina de alta pureza, de níquel ou de cobre (menos usado) encapsulado num bulbo de cerâmica ou vidro.
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Termoresistência de Platina Pt100 A mais utilizada é a platina pois apresenta uma ampla escala de temperatura, uma alta resistividade permitindo assim uma maior sensibilidade, um alto coeficiente de variação de resistência com a temperatura, uma boa linearidade resistência por temperatura e também ter rigidez e ductibilidade para ser transformada em fios finos, além de ser obtida em forma puríssima. Faixa de trabalho de -200 a 600ºC. Aplicações típicas: -Processos industriais -Plantas  -Aquecedores d’água (Boilers)  -Sistemas de aquecimento  -Sistemas de ar condicionado -Sistemas de ventilação  -Fogões
 
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Pirômetro Radiamático: Este medidor utiliza a radiação térmica emitida pelo corpo que se deseja medir a temperatura. Por utilizar sensores eletro-eletrônicos este medidor possui uma alta sensibilidade, com isto a faixa de medição normalmente começa em –50 °C.

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Temperatura

  • 2.
  • 3. A literatura geralmente reconhece três meios distintos de transmissão de calor: condução, radiação e convecção.
  • 4.
  • 6.  
  • 7.  
  • 8.
  • 9.  
  • 10.
  • 11. Bulbo Capilar Elemento de Medição O elemento usado é o tubo de Bourdon. Recomenda-se não dobrar o capilar com curvatura acentuada para que não se formem restrições que prejudicariam o movimento do líquido em seu interior, causando problemas de medição.
  • 12.
  • 13.
  • 14. Experiência de Seebeck: Num circuito fechado, formado por dois fios de metais diferentes, se colocamos os dois pontos de junção a temperaturas diferentes, se cria uma corrente elétrica cuja intensidade é determinada pela natureza dos dois metais utilizados e da diferença de temperatura entre as duas junções.
  • 15. Experiência de Peltier: Passando uma corrente elétrica, por um par termoelétrico, uma das junções se aquece enquanto a outra se resfria.
  • 16. Efeito Volta: Quando dois metais estão em contato a um equilíbrio térmico e elétrico, existe entre eles uma diferença de potencial, que depende da temperatura e não pode ser medida diretamente. Efeito Thomson: Quando colocamos as extremidades de um condutor homogêneo à temperaturas diferentes, uma força eletromotriz aparecerá entre estas duas extremidades, sendo esta, chamada de F.E.M. Thomson, que depende do material e da diferença da temperatura, não pode ser medida diretamente.
  • 17. A FEM termal, desenvolvida em um circuito termoelétrico de dois metais diferentes, com suas junções às temperaturas T1 e T2, é independente do gradiente de temperatura e de sua distribuição ao longo dos fios. Em outras palavras, a FEM medida depende única e exclusivamente da composição química dos dois metais e das temperaturas existentes nas junções
  • 18.
  • 19. NBR 12771- Tabela de referência de Termopares Objetivo: Esta norma estabelece as tabelas de referência usadas na conversão de força eletromotriz térmica gerada pelo termopar em função da temperatura . Tipos de Termopares: Termopar tipo R (0 a 1600°C): Composto de platina pura(-) e uma liga de platina(+) contendo um teor de ródio o mais próximo possível de 13% em peso. Termopar tipo S (0 a 1600°C): : Compostos de platina pura(-) e uma liga de platina(+) contendo um teor de ródio o mais próximo possível de 10% em peso Termopar tipo B (600 a 1700°C): : Feito de ligas cujas composições nominais em peso são platina - 30% ródio(+) e platina - 6% ródio(-). Termopar tipo J (-40 a 750°C): : Compostos de ferro comercialmente puro(+) e uma liga de níquel(-) contendo 45% a 60% de cobre em peso, conhecida com constantan. Termopar tipo T (-200 a 350°C): : Compostos de cobre comercialmente puro(+) e uma liga de níquel(-) contendo 45% a 60% de cobre em peso. Termopar tipo E (-200 a 900°C): : Compostos de ligas comerciais do tipo níquel-cromo(+) e níquel-cobre(-). Termopar tipo K (-200 a 1200°C): : Compostos de ligas comerciais do tipo níquel-cromo(+) e níquel-manganês-silício-alumínio(-). Termopar tipo N (-200 a 1200°C): : Compostos de ligas níquel-cromo-silício(+) e níquel-silício(-).
  • 20. NBR 12771- Tabela de referência de Termopares Classes de tolerância para os termopares (junção de referência a 0°C
  • 21.  
  • 22. Correção da junta de referência Os gráficos existentes da FEM gerada em função da temperatura para os termopares têm fixado a junta de referência a 0°C (ponto de solidificação da água). Porém, nas aplicações práticas dos termopares a junta de referência é considerada nos terminais do instrumento receptor, encontrando-se temperatura ambiente, que é normalmente diferente de 0°C e variável com o tempo. Isso torna necessário que se faça uma correção da junta de referência, podendo ela ser automática ou manual. É importante não esquecer que o termopar mede realmente a diferença entre as temperaturas das junções. Então para medirmos a temperatura do ponto desejado, precisamos manter a temperatura da junção de referência invariável.
  • 23. FEM = JM – JR FEM = 2,25 – 1,22 FEM = 1,03mV 25°C Esta temperatura obtida pelo cálculo está errada, pois o valor correto que o meu termômetro tem que medir é de 50°C. FEM = JM – JR FEM = 2,25 – 1,22 FEM = 1,03mV + mV correspondente à temperatura ambiente para fazer a compensação automática, portanto: FEM= mV JM – mV JR + mV CA (Compensação Automática) FEM = 2,25 – 1,22 + 1,22 FEM = 2,25mV 50°C
  • 24.
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  • 34. Termoresistência de Platina Pt100 A mais utilizada é a platina pois apresenta uma ampla escala de temperatura, uma alta resistividade permitindo assim uma maior sensibilidade, um alto coeficiente de variação de resistência com a temperatura, uma boa linearidade resistência por temperatura e também ter rigidez e ductibilidade para ser transformada em fios finos, além de ser obtida em forma puríssima. Faixa de trabalho de -200 a 600ºC. Aplicações típicas: -Processos industriais -Plantas -Aquecedores d’água (Boilers) -Sistemas de aquecimento -Sistemas de ar condicionado -Sistemas de ventilação -Fogões
  • 35.  
  • 36.
  • 37.  
  • 38. Pirômetro Radiamático: Este medidor utiliza a radiação térmica emitida pelo corpo que se deseja medir a temperatura. Por utilizar sensores eletro-eletrônicos este medidor possui uma alta sensibilidade, com isto a faixa de medição normalmente começa em –50 °C.