Helder Anibal Hermini
TERMÔMETROS DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Os “termômetros de
resistência”
funcionam
baseados no fato de que a
resistência de uma grande
gama de materiais varia com
a temperatura; de um modo
geral, os metais aumentam a
resistência
com
a
temperatura, ao passo que
os
semicondutores
diminuem a resistência com
a temperatura.
Fig. 2 - Variação da resistência com a
temperatura
para
vários
materiais;
observe-se que para uma mesma
variação de temperatura, a variação de
resistência
do
metal
(Rm)
é
significativamente menor do que a no
NTC (Rs).
TERMÔMETROS DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA
•Os termômetros de resistência são considerados
sensores de alta precisão e ótima repetibilidade
de leitura;
•Quando metais são usados, o elemento sensor é
normalmente confeccionado de Platina com o
mais alto grau de pureza e encapsulados em
bulbos de cerâmica ou vidro.
VANTAGENS DAS TERMORESISTÊNCIAS
EM RELAÇÃO DO TERMOPAR
1. Mais precisa que o termopar na sua faixa de uso;
2. Usando circuito adequado, podem ser usadas a
grandes distâncias;
3. Podem ser usados cabos de cobre comum nas
ligações;
4. São mais estáveis que os termopares;
5. Sua curva de resistência elétrica (  ) em função da
temperatura é mais linear que os termopares.
TIPOS DE TERMÔMETROS DE
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Os elementos sensores são,
basicamente, de dois tipos :
•
TERMORESISTORES
•
RTDs - detetores de temperatura por
variação de resistência elétrica;
TERMISTORES
Os termistores são sensores fabricados
com materiais semi-condutores como óxido
de magnésio ou cobalto; em aplicações que
exigem alta precisão, o semi-condutor
utilizado pode ser o silício ou o germânio,
dopados com algum outro material como o
latão ou determinadas ligas de cobre. Por
serem construídos de material semi-condutor,
possuem a grande vantagem de poderem ser
fabricados em um tamanho físico muito
pequeno.
TERMISTOR DE COEFICIENTE
NEGATIVO (NTC)
Os termistores do tipo NTC podem
ser classificados sob quatro tipos
principais:
1)De pequenas dimensões físicas
2)De grandes dimensões físicas
3)Termistores em bloco
4)Termistor aquecido indiretamente
TERMISTOR DE COEFICIENTE
NEGATIVO (NTC)
Aplicações
1) Compensação de temperatura para transistores;
2) Medidores de temperatura;
3) Motores automobilísticos.
TERMISTOR DE COEFICIENTE
POSITIVO (PTC)
O PTC é um resistor semicondutor sensível à
temperatura. Seu valor de resistência aumenta
rapidamente quando uma determinada temperatura é
ultrapassada.
CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Freqüentemente, em medidas de
tensão e corrente de dispositivos como
diodos, transistores ou termistores,
surge o problema da não-linearidade
destes componentes, exigindo do
projetista alguns cuidados especiais.
CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Na tarefa da aquisição de dados via
microcomputador, e os termoresistores
apresentam variação de resistência
elétrica para mudança de temperatura
sofrida, e os conversores A/D lêem
sinais de tensão elétrica, surge a
necessidade de converter essa medida
de resistência elétrica em um sinal de
tensão elétrica correspondente.
CIRCUITO CONDICIONADOR DE SINAL
Vários são os circuitos que podem
realizar essa tarefa. Normalmente,
recomendado por muitos autores, um
circuito em Ponte de Wheatstone, onde o
sensor de temperatura será um dos
quatro elementos da ponte.
RTDs
Os RTDs são elementos detetores resistivos
formados por materiais como Platina, Níquel ou ligas
de Cobre-Níquel. Estes materiais exibem um coeficiente
positivo de resistividade e são usados para a
fabricação de RTDs porque são estáveis e dotados de
capacidade de resposta à variação de temperatura por
um longo período de tempo.
RTDs
Para os RTDs, variações de
temperatura a serem medidas a nível de
chão de fábrica é válida a equação:
RT = Ro[1 + (T-To)]
onde
•Ro é a resistência a 0 C,
•RT é a resistência na temperatura T e
• é o coeficiente de temperatura do metal.
RTDs
•
Atualmente, as termoresistências de Platina mais
usuais são:
•
•
•
•
Pt-25,5
PT-100
PT-120,
PT-130/PT-500,
sendo que o mais conhecido e usado industrialmente é o
PT-100 (a 0C). Sua faixa de uso vai de -200 a 650 C,
conforme a norma ASTM E1137; entretanto, a norma DIN
IEC 751 padronizou sua faixa de -200 a 850 C.
RTDs
ASPECTOS CONSTRUTIVOS
Normalmente, o bulbo
de resistência é montado em
uma bainha de aço inox,
totalmente preenchida com
óxido de magnésio, de tal
maneira que haja uma ótima
condução térmica e proteção
do bulbo com relação a
choques
mecânicos.
A
isolação elétrica entre o
bulbo e a bainha obedece a
mesma norma ASTM E 1137.
RTDs
As resistências dos cabos, dos contatos, etc..,
podem ser importantes e somarem-se à resistência do
sensor. Desta maneira, existem vários tipos de
montagens que podem ser realizadas, buscando
minimizar esses efeitos: (a) dois fios, (b) três fios e (c)
quatro fios.