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Questões Frequentes

...Sobre Instrumentação



Medição de Temperatura
 
Que precisão posso alcançar utilizando um sensor standard?
As especificações para tolerâncias apresentam tipicamente +/-2.5ºC para os termopares mais comuns e +/-0.5ºC para RTD's. Melhores precisões podem atingir-se na ordem dos +/-0.5ºC para termopar e +/- 0.2ºC para RTD's. De notar que estes valores são sempre dependentes da temperatura de utilização. Se utilizar RTD, para uma melhor precisão deverá utilizar uma configuração a 4 fios.
 
Como escolho entre um termopar e uma RTD?
Basicamente pela precisão requerida, temperatura do processo, tempo de resposta e dimensões da sonda. Termopares apresentarão um tempo de resposta melhor que as RTD's; as RTD's por seu lado apresentam melhor precisão e estabilidade que os termopares. Em relação à temperatura de processo os termopares permitem a medição da temperatura em temperaturas mais elevadas que as RTD's.
 
Tenho o meu termopar instalado longe do controlador. Isso constitui um problema?
Poderá constituir. Deverá obter uma resistência do loop até 20Ohm, no máximo 100Ohm para termopares e Pt100. Exceder os 100Ohm poderá resultar em erros grosseiros de medida. De notar que instalando um transmissor de 4-20mA perto do sensor, o comprimento do cabo e sua impedância deixa de constituir um problema e para termopares poderá se conseguir uma montagem economicamente vantajosa, por utilização de cabos com apenas fio de cobre.
 
Deverei escolher termopar do tipo K ou do tipo N?
O termopar do tipo N é mais estável e mais imune a contaminações do meio para a junção que os do tipo K.
 
Porque devo utilizar uma bainha de protecção?
Uma bainha de protecção permite a remoção da sonda de temperatura sem que se interrompa forçosamente o processo. Estando apropriadamente dimensionada, a transferência térmica far-se-á correctamente, sem erros de medida adicionais, protegendo a sonda do meio.
 
Que configurações existem para as Pt100 e qual devo utilizar?
Para melhor entendimento é necessário apresentar a configuração básica do elemento sensor.
Na extremidade do sensor são soldados fios de ligação, acondicionados em suporte adequado, e o conjunto é inserido no interior de um tubo metálico.
Uma vez que o valor de resistência que permite a determinação da temperatura é somente a resistência do sensor e não a resistência dos fios de ligação, existem três esquemas básicos de ligação do sensor que contornam o facto inevitável de ter que utilizar fios de ligação para se medir a resistência do sensor.
 
Ligação a 2 Fios:
A ponte de Wheatstone intercala um termómetro de resistência com ligação a dois fios. Na condição de equilíbrio da ponte, que ocorre quando o galvanómetro "G" indica zero, tem-se a seguinte relação entre as resistências:
Rsensor + RL1 + RL2 = R1.R3 / R2
Se R3 = R2 então Rsensor + RL1 + RL2 = R1. Uma vez que R1 é conhecido, fica determinado o valor de Rsensor + RL1 + RL2.
É evidente que ao valor da resistência do sensor estão acrescidos os valores da resistência dos fios de ligação, facto que diminui a qualidade da medição com o consequente erro na determinação da temperatura.
Ligação a 3 Fios:
Neste caso está conectado à ponte um termómetro de resistência com ligação a três fios. Considerando novamente que R2 = R3, o equilíbrio da ponte resultará da condição:
Rsensor + RL2 = R1 + RL1
Como é possível, com boa aproximação, considerar RL1 aproximadamente igual a RL2 aproximadamente igual a RL3, o efeito dos fios de ligação é muito atenuado.
Este é o tipo de ligação mais utilizado em termómetros de resistência para aplicações industriais.
Ligação a 4 Fios:
O sistema de ligação a quatro fios elimina completamente a resistências dos fios de ligação, sendo utilizado em situações que necessitam medições muito precisas. Muitos elementos “Padrão” são montados com ligações a quatro fios, por exemplo:
Esta configuração é voltada para aplicação em laboratórios, instrumentos de leitura dos sensores de referência permitindo a circulação de uma corrente constante (usualmente 1mA) através do elemento sensor e a medição da diferença de potencial é feita sobre os terminais do sensor eliminando assim o efeito da resistência dos condutores no resultado final.
Porque fornecem assemblagens RTD com configurações a 2, 3 e 4 fios?
Porque de facto as 3 configurações são utilizadas. A mais frequente é a 3 fios, sendo a 4 fios a configuração que permite alcançar maior precisão. A configuração a 2 fios deverá ser evitada se o sensor é por exemplo do tipo Pt100. A configuração a 2 fios é comum para sensores Pt1000, já que a impedância dos cabos é na maior parte das vezes muito pequena comparado com a resistência do sensor.
 
Necessito de medir variações bruscas de temperatura. Que sensor devo utilizar?
Deverá utilizar um termopar com a menor massa térmica possível. Se o meio e unidade de aquisição o permitir, a junção deverá ser exposta ou à massa.
 
Uma sonda com certificado de calibração é mais precisa que uma não calibrada?
Não. Mas com a informação dos erros e incertezas comparados a um sensor de referência, poderá obter uma cadeia de medida com uma melhor precisão.
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