UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CT – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
PROFESSOR: LUCIANO FONTES CAVALCANTI
CONTROLE DE TEMPERATURA DE ÁGUA
USANDO UMA FONTE CHAVEADA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CT – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
PROFESSOR: LUCIANO FONTES CAVALCANTI
CONTROLE DE TEMPERATURA DE ÁGUA
USANDO UMA FONTE CHAVEADA
JOSÉ ANTÔNIO GAMA JÚNIOR
INTRODUÇÃO
O controle de temperatura é uma das práticas mais usadas
na automação atualmente, pois qualquer material sofre influência
das variações da mesma. Podemos citar como exemplo:
processos químicos, têxteis, mecânicos, caldeiras, etc.
Em virtude da grande gama de aplicações de
controladores de temperatura, o presente será destinado ao
controle de temperatura de água usando uma fonte chaveada nos
processos de aquecimento de água. Para isso, foi usado um
Sensor de Temperatura do tipo PT-100 ligado a um circuito
comparador, ou seja, a um Amplificador Operacional, que coleta
informações da variação de temperatura no compartimento de
aquecimento através da variação da queda de tensão no PT-100 e
compara com um determinado nível de tensão pré-estabelecida
pela referência permitindo assim o controle da temperatura
através do chaveamento do Relé de Estado Sólido.
INTRODUÇÃO
Na saída do Amplificador Operacional foi usado também
um Transistor que entra no modo de “condução” ou “cortado” de
acordo com a polarização da saída do Operacional.
Além desses elementos essenciais, foram usados na
implementação do circuito, resistores e potenciômetros.
A alimentação dos elementos foi realizada por uma fonte e
baterias de 12V.
SENSOR PT-100
1. SENSOR PT-100
1.1 CONCEITO
São sensores que se baseiam no princípio de variação da
resistência ôhmica em função da temperatura.
SENSOR PT-100
1.2 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
• Alta estabilidade mecânica e térmica
• Resistência à contaminação
• Relação de Resistência x Temperatura praticamente linear
• O desvio com o uso e envelhecimento é desprezível
• Alto sinal elétrico de saída
• Inigualável precisão, estabilidade e sensibilidade
• Medidas de temperatura na faixa de -270ºC a 962ºC
• Apresenta uma resistência ôhmica de 100 ohm à 0ºC
SENSOR PT-100
LIMITE DE ERRO DA TERMORESISTÊNCIA (PT-100)
TOLERÂNCIA
Temperatura (ºC)
Classe A (+/- ºC)
Classe B (+/- ºC)
-200
0,55
1,3
-100
0,35
0,8
0
0,15
0,3
100
0,35
0,8
200
0,55
1,3
300
0,75
1,8
400
0,95
2,3
500
1,15
2,8
600
1,35
3,3
650
1,45
3,5
Classe A= +/- 0,15 + (0,002.t)ºC
Classe B= +/- 0,30 + (0,005.t)ºC
limites de erros para as classes A e B
Rt/Ro = 1 + A . t + B . t 2 , onde Ro é a resistência medida no ponto do gelo.
SENSOR PT-100
1.5 FUNCIONAMENTO
• Transformam
o
valor
da
termoresistência
Pt100
em valores de corrente 4 ... 20 mA, 2 fios. Onde a corrente de
saída é linearmente proporcional a temperatura.
SENSOR PT-100
1.3 PRINCIPAIS APLICAÇÕES
• Medidores de temperatura
Termômetro digital que opera em
conjunto com o sensor PT100
para pesquisas e teses de
mestrado entre outros.
Termômetro digital Lutron TM936
SENSOR PT-100
• Industrias ou empresas que possuem máquinas sensíveis
• Máquinas de processo
• Sistemas de refrigeração e ar condicionado
• Transmissão de energia
• etc...
SENSOR PT-100
1.4 PRINCIPAIS TIPOS DE SENSORES PT-100
Versão em inox (V4A)
Sensor Pt 1000
Utilizável de -40 a +500ºC
corrente de excitação não deve exceder
0,3 Ma.
SENSOR PT-100
Modelo similar em latão,com rosca G 1/8
Gama de temperatura: -40 bis +250°C
SENSOR PT-100
Versão 2 em cerâmica
STPT-050F
Sensor Pt 100
DIN 43760
100 Wa 0 ºC
Classe B: +-0,12 W
Utilizável de -70 a +600ºC
SENSOR PT-100
Versão 1 em cerâmica
Utilizável de -70 a +600ºC
corrente de excitação não
deve exceder 1mA
CIRCUITO
FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO
No ramo (-) do Amplificador Operacional temos um
potenciômetro que simula o funcionamento de um
sensor termopar do tipo PT-100 que varia sua
resistência interna proporcionalmente a variação de
temperatura, sendo que para uma temperatura de 0 °C a
medição nos terminais do sensor será equivalente a 100
ohms e para uma temperatura de 100 °C será de 140
ohms. No ramo (+) do Operacional, temos outro
potenciômetro que simula a chave de ajuste (set-point)
equivalente a temperatura desejada pelo usuário.
FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO
Quando a resistência no ramo do sensor ultrapassar a resistência no
ramo de Set-Point (o que equivale dizer que a temperatura no sensor é
maior que a de referência), o Operacional envia um pico de corrente
para a base do transistor, que por sua vez permite passagem da
corrente pelo coletor-emissor. Desta forma, teremos a bobina do Relé
com 0V e consequentemente a resistência de aquecimento é
desativada.
No caso inverso, onde a resistência no ramo do sensor ficar abaixo da
resistência no ramo de Set-Point, o Operacional anula o sinal da base
do transistor, em conseqüência não há condução entre o emissorcoletor, daí o resistor de 10 ohms fica em série com a bobina do Relé e
alimentado pela pilha, fechando o contato NA do Relé e alimentando a
resistência de aquecimento.
BIBLIOGRAFIA
www.termopares.com.br/
www.arquimedes.tv/sens/sensor_Pt100.htm
www.impac.com.br/TemperaturaTransmissoresPtBolacha.htm - 18k