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Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Águeda Universidade de Aveiro
2º ANO/2º SEMESTRE 2009/2010
Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Águeda
Projecto Temático Instrumentação Industrial
TERMOPAR
Elementos do grupo 1:
20697: Alexandre Leite
31692: Paulo Bandeira
40782: Hugo Malta
42808: João Ferreira
4580: Cláudia Ferreira
Orientador:
Prof. Paulo Afonso
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Prefácio:
Efeito termoeléctrico “Seebeck”, descoberto em 1821 pelo físico alemão
Thomas Johann, descreve a produção de uma força electromotriz (f.e.m.)
num circuito que contém dois metais diferentes. O valor da f.e.m. depende
da natureza dos metais e da diferença de temperaturas.
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Índice
Índice de figuras ..................................................................................................... v
Índice de tabelas .................................................................................................... vi
1.Introdução ............................................................................................................ 7
1.1.Apresentação do projecto ............................................................................. 7
1.2.História ......................................................................................................... 8
1.3.Métodos de medição ..................................................................................... 9
1.4.Fenómeno termoeléctrico ........................................................................... 10
2.Fundamentos Teóricos ....................................................................................... 11
2.1.Efeito Seebeck ............................................................................................. 11
2.2. Efeito Peltier .............................................................................................. 13
2.3. Efeito Thompson ........................................................................................ 13
3.Termopares ........................................................................................................ 15
3.1.Aspecto geral .............................................................................................. 15
3.2.Características eléctricas ........................................................................... 16
3.3.Relação Tensão vs Temperatura ................................................................ 17
3.4.Coeficientes ................................................................................................. 19
3.5.Erros nos termopares .................................................................................. 19
3.6.Aspectos físicos ........................................................................................... 20
3.6.1.Circuitos termopares e necessidade de correcção para a junta de referência ...................................................................................................... 21
4.Realização da placa do termopar ...................................................................... 23
4.1.Ensaio experimental ................................................................................... 23
4.2.Elaboração do circuito ............................................................................... 24
4.3.Tratamento de sinal .................................................................................... 24
4.4.Calibração .................................................................................................. 25
4.5. Teste ........................................................................................................... 25
5.Micro pic ............................................................................................................ 27
5.1.PIC18F2550 ................................................................................................ 27
5.2.Bootloader .................................................................................................. 27
5.3.Programador .............................................................................................. 28
6.Fonte .................................................................................................................. 29
6.1.Fundamentos teóricos ................................................................................. 29
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6.2.Circuito da fonte ......................................................................................... 29
7.Periféricos .......................................................................................................... 30
7.1.LCD ............................................................................................................. 30
7.2.LabView ...................................................................................................... 30
Conclusões ............................................................................................................ 31
Bibliografia ........................................................................................................... 32
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Índice de figuras
Figura 1: Diagrama de blocos ............................................................................... 7
Figura 2: Escala Célsius, Fahrenheit e Kelvin ...................................................... 8
Figura 3: Exemplos de métodos de medição .......................................................... 9
Figura 4: Modelo de calibração ........................................................................... 10
Figura 5: Efeito Seebeck ....................................................................................... 11
Figura 6: f.e.m. induzido ...................................................................................... 11
Figura 7: Circuito aberto ..................................................................................... 12
Figura 8: Efeito Peltier ......................................................................................... 13
Figura 9: Efeito Thompson ................................................................................... 14
Figura 10: Exemplos de termopares .................................................................... 15
Figura 11: Gráfico da tensão vs temperatura ...................................................... 17
Figura 12: Aspecto de alguns termopares ............................................................ 20
Figura 13: Circuito termoeléctrico ...................................................................... 21
Figura 14: Circuito termoeléctrico com extensão de fios em cobre .................... 22
Figura 15: Circuito em Multisim .......................................................................... 23
Figura 16: Circuito realizado............................................................................... 24
Figura 17: Amplificador de instrumentação AD623 ............................................ 24
Figura 18: Circuito do filtro passa baixo ............................................................. 24
Figura 21: Calibração do termopar ..................................................................... 25
Figura 19: Representação do sinal estando o termopar sujeito à temperatura ambiente ................................................................................................................ 26
Figura 20: Representação do sinal estando o termopar sujeito á acção de um isqueiro ................................................................................................................. 26
Figura 22: PIC18F2550 ....................................................................................... 27
Figura 23: Programador da PIC18F2550 ........................................................... 28
Figura 24: Organograma da fonte ....................................................................... 29
Figura 25: Circuito da fonte ................................................................................. 29
Figura 26: LCD .................................................................................................... 30
Figura 27: Painel de visualização ........................................................................ 30
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Índice de tabelas
Tabela 1: Características eléctricas ..................................................................... 16
Tabela 2: Tabela da relação entre temperatura vs tensão ................................... 18
Tabela 3: Tabela dos coeficientes ........................................................................ 19
Tabela 4: Tabela dos erros nos termopares ......................................................... 19
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1.Introdução
1.1.Apresentação do projecto
O intuito deste projecto prende-se com o propósito de medir através de um termopar, uma temperatura. Sendo o seu valor apresentado num LCD e representado em LabView.
Para o cumprimento desta tarefa, será utilizado um termopar do tipo K. O termopar tem a capacidade de converter temperatura em sinal eléctrico, no entanto, devido ao baixo sinal que provém deste elemento, (um valor da ordem dos micro-
volts), há necessidade de o filtrar e amplificar. Uma vez amplificado, o sinal vindo do termopar é auferido pela PIC18F2550 sendo utilizado e processado por esta, tanto a nível de valor de temperatura como de compensação e calibração do valor lido.
Depois de totalmente manipulado, o valor final da temperatura é então exibido no LCD, podendo também ser observado em LabView (onde é criado um ambiente gráfico para tal), utilizando a porta USB da PIC.
Para que este projecto seja autónomo, será também desenvolvida uma fonte de alimentação com a finalidade de fornecer a alimentação a todos os elementos do circuito.
Seguidamente, apresenta-se o diagrama de blocos que representa o funcionamento de todo o sistema.
TER
Figura 1: Diagrama de blocos
Termopar
Tipo K
Condicionamento do sinal
LCD PIC
18F2550
LabView
Fonte de Alimentação
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1.2.História
O acto de medir a temperatura é muito mais do que “mais frio” ou “mais quente”, sensações às quais o corpo humano está sensível, desta forma não existe qualquer possibilidade de observar, ou ler um valor exacto de temperatura.
Por exemplo um metal à mesma temperatura que um pedaço de madeira parece, ao ser humano, estar mais frio. O conceito de temperatura não pode ser confundido com “calor”, pois o calor é a energia que aquece um copo e eleva a sua temperatura. Calor, ou frio é algo relativo, é uma sensação que é dada em função do padrão tomado pelo ser humano como “normal”.
Com a necessidade de serem lidos correctos e exactos valores de temperatura, Galileu, em 1592, tentou elaborar um dispositivo para medir a temperatura humana, no entanto só em 1714 Fahrenheit criou uma escala de precisão e reprodutiva, com tubos de mercúrio, a qual ainda hoje é válida. Em 1742, o físico Anders Célsius analisou o ponto de ebulição da água (100ºC) bem como o seu ponto de congelamento (0ºC). Em função desta análise, criou-se e denominou-se a escala Célsius em 1948. Será esta a escala utilizada na execução, estudo, e análise do projecto, bem como a escala de Kelvin.
Figura 2: Escala Célsius, Fahrenheit e Kelvin
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1.3.Métodos de medição
Existem vários métodos e meios para medir uma temperatura, tais como PTC (positive temperature coefficient), NTC (negative temperature coefficient), termóstatos, termopares, entre outros. Com a industrialização de processos, o método de medição da temperatura passou do básico termómetro a este tipo de instrumentos.
No entanto cada instrumento anteriormente falado é válido conforme a aplicação pretendida, ou seja, a exactidão da medição, a gama de temperatura, o meio ambiente da medição, a rapidez de resposta, a robustez e claro, o orçamento disponibilizado. Todos estes itens orientam a escolha do dispositivo a utilizar.
Figura 3: Exemplos de métodos de medição
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1.4.Fenómeno termoeléctrico
Um termopar é um transdutor formado por dois pedaços de fio de diferentes metais ou ligas, unidos electricamente apenas nas suas extremidades, formando assim uma junção que quando sujeita a uma determinada temperatura gera uma corrente eléctrica no circuito termoeléctrico formado.
No entanto ao conectar o termopar à linha eléctrica, a adição de um novo material (por exemplo cobre) aos dois materiais do instrumento implicará a criação de um “termopares parasitas”, obtendo assim uma nova junção. Como é ilustrado na figura 4, quando essas junções são submetidas a diferentes temperaturas uma delas é denominada junção de medição e é submetida à temperatura que se deseja medir. A outra é nomeada junção de referência e é aplicada a uma temperatura conhecida (temperatura de referência), normalmente um banho de gelo. A força electromotriz (f.e.m.) que gera a corrente eléctrica é função da diferença entre as temperaturas das junções e é chamada força electromotriz térmica ou simplesmente f.e.m. térmica.
Para que essa f.e.m. térmica seja medida, o circuito termoeléctrico deve ser aberto num ponto, para ser aplicado um instrumento de medida.
Figura 4: Modelo de calibração
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2.Fundamentos Teóricos
2.1.Efeito Seebeck
Em 1821, Thomas Seebeck, descobriu o fenómeno da termo electricidade constatando que um circuito formado por dois condutores metálicos A e B distintos são percorridos por uma corrente eléctrica i (como já abordado anteriormente), desde que as duas junções estejam a temperaturas diferentes. Se a temperatura for constante e uniforme em ambos os condutores a corrente que flui através deles, será nula.
A f.e.m. associada a esta corrente denomina-se de força electromotriz de E de Seebeck.
Figura 5: Efeito Seebeck
Ao colocar um condutor metálico, uniformemente constituído, submetido a duas temperaturas distintas nas suas extremidades de forma a que T1>T2, os electrões livres do condutor são redistribuídos de maneira não homogénea ao longo deste como indica a figura seguinte:
Figura 6: f.e.m. induzido
Observam-se as polaridades dos condutores e o sentido da corrente de Seebeck para T1>T2.
O condutor A é positivo em relação ao condutor B.
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Esta reorganização cria uma f.e.m., que será directamente proporcional à diferença de temperatura das extremidades dos condutores. Desta forma, pode-se utilizar esta f.e.m. para poder determinar a diferença de temperatura com a seguinte expressão:
Em que Es é a tensão Seebeck (f.e.m. térmica), T é a diferença de temperatura e αA,B é o coeficiente de Seebeck (dependente dos metais utilizados).
Logo, é possível determinar através desta função que a f.e.m. de Seebeck não depende nem do comprimento nem do diâmetro dos condutores, mas sim da liga dos materiais utilizados e da diferença de temperatura nas extremidades dos condutores. No entanto, a oxidação dos condutores pode também influenciar a f.e.m.
A tensão Seebeck refere-se à f.e.m. térmica numa condição em que a corrente eléctrica seja nula, ou em outras palavras, que o circuito esteja em malha aberta.
Figura 7: Circuito aberto
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2.2. Efeito Peltier
Quando uma corrente flui através de uma junção de dois metais, esta absorve ou liberta calor da seguinte forma: se há libertação de calor quando a corrente flui num determinado sentido, haverá absorção da mesma quantidade de calor, quando a corrente flui no sentido contrário. Se a corrente flui no mesmo sentido que a corrente de Seebeck, haverá absorção de calor na junção quente (p) e libertação de calor na junção fria (q).
Figura 8: Efeito Peltier
A fonte fornece uma corrente i que provoca variação de temperatura ∆T nas juntas.
2.3. Efeito Thompson
Thompson em 1854, verificou que pelas leias da termodinâmica, que a condução do calor ao longo dos fios metálicos de um par termoeléctrico não transporta corrente e origina-se uma distribuição uniforme de temperatura em cada fio metálico.
O efeito Thompson sucede-se na variação suplementar que existe na distribuição da temperatura entre os fios metálicos, isto é, quando existe corrente a distribuição da temperatura entre os fios metálicos modifica-se em quantidades diferentes devido ao efeito de Joule e essa diferença adicional entre os fios determina o efeito Thompson, como referido anteriormente.
O tipo de metal do fio e a temperatura média da pequena região seleccionada influencia o efeito de Thompson. Em alguns metais, existe absorção de calor devido à corrente eléctrica fluir da parte fria para a parte quente do metal e caso a corrente flua
T2-0T T1+0T
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em sentido contrário existe liberação de calor. Noutros metais, origina-se o contrário do que foi referido anteriormente, isto é, quando a corrente flui da parte quente para a parte fria do metal, existe liberação de calor e quando a corrente flui em sentido inverso, existe absorção de calor.
Com isto pode-se concluir, que a circulação da corrente e a distribuição da temperatura ao longo do fio metálico modifica-se consoante o calor que é dissipado pelo efeito de Joule e pelo efeito de Thompson.
Figura 9: Efeito Thompson
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3.Termopares
3.1.Aspecto geral
Para executar a medição de uma temperatura usando um termopar é necessária a utilização de um instrumento de indicação, uma vez que o termopar é um transdutor que apenas transforma a energia térmica em energia eléctrica.
Existem vários tipos de termopares termoeléctricos, que foram historicamente estudados e de acordo com a aplicação, alguns foram padronizados. Os tipos mais comuns de termopares são identificados através de letras (T, J, K, E, N, R, S, B), originalmente atribuídas pela Instrument Society of America (ISA). A aplicação de cada um deles depende de vários factores, sendo a atmosfera (ambiente) e a faixa de temperatura, os principais. São ainda diferenciadas três famílias de termopares: Os básicos (Tipos T, E, K, J), os Nobres (Tipos S, B, R), e os Especiais (Tipo N, entre outros). O que os difere são questões como materiais utilizados, sensibilidade térmica, ou rapidez de resposta.
Figura 10: Exemplos de termopares
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3.2.Características eléctricas
Nesta secção é apresentada uma tabela com os diferentes tipos de termopares e as suas características. Verificam-se assim as suas diferenças em função dos materiais utilizados, implicando variações nas escalas de leitura de temperatura, exactidão, e rapidez de resposta.
Tabela 1: Características eléctricas
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3.3.Relação Tensão vs Temperatura
As relações tensão/temperatura variam em função do tipo de termopar. O gráfico seguinte permite observar como os termopares têm uma relação entre a tensão e a temperatura, só que esta relação difere consoante o tipo de termopar a que corresponde, isto é, cada termopar tem a sua relação entre a tensão e temperatura, como se pode verificar no gráfico seguinte apresentado.
Figura 11: Gráfico da tensão vs temperatura
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Tabela 2: Tabela da relação entre temperatura vs tensão
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3.4.Coeficientes
Ao pretender obter a temperatura medida a partir de um termopar pode e deve utilizar-se os coeficientes de cada tipo de termopar para verificar o seu comportamento. Por isso, é que para cada tipo de termopar existe o seu coeficiente de efeito Seebeck para se ter uma leitura mais acessível da temperatura que o termopar está a medir.
Tipo Junções Efeito Seebeck (µV/K)
E Choromel-Constantan 60
J Iron-constantan 51
T Copper-constantan 40
K Chromel-Alumel 40
N Nicrosil-Nisil 38
S Pt(10% Rh)-Pt 11
B Pt(30% Rh)-Pt(6%Rh) 8
R Pt(13% Rh)-Pt 12
Tabela 3: Tabela dos coeficientes
3.5.Erros nos termopares
Existem dois tipos de limites de erro nestes instrumentos. São assim definidos, em função da aplicação, como: limite de erro padrão, e limite de erro especial.
Desta forma é possível controlar a exactidão do valor da temperatura que o termopar apresenta. O limite de erro padrão é mais utilizado na indústria em processos que não requeiram demasiada exactidão do valor da temperatura medida. Enquanto o limite de erro especial é vastamente utilizado quando há necessidade de reduzir ao máximo o erro de leitura, o que torna a leitura da temperatura mais específica e precisa por apresentar menores desvios.
Tipo termopares Faixa Temperatura Limite de Erro Padrão Limite de Erro Especial
T 0 a 370ºC +/- 1ºC ou +/- 0,75% +/- 0,5ºC ou +/- 0,4%
J 0 a 760ºC +/- 2,2ºC ou +/- 0,75% +/- 1,1ºC ou +/- 0,4%
E 0 a 870ºC +/- 1,7ºC ou +/-0,5% +/-1ºC ou +/- 0,4%
K 0 a 1260ºC +/- 2,2ºC ou +/- 0,75% +/- 1,1ºC ou +/- 0,4%
T -200 a 0ºC +/- 1ºC ou +/- 1,5% :::
E -200 a 0ºC +/- 1,7ºC ou +/- 1% :::
K -200 a 0ºC +/- 2,2ºC ou +/- 2% :::
N 0 a 1260ºC +/- 2,2ºC ou +/- 0,75% +/- 1,1ºC ou +/- 0,4%
Tabela 4: Tabela dos erros nos termopares
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3.6.Aspectos físicos
O aspecto físico dos termopares pode variar consoante a função a que se destinam, ao método a que podem ser utilizados e também às características pretendidas.
O aspecto exterior de um termopar comercial é constituído por uma cabeça metálica onde estão acoplados os terminais que servirão para o conectar ao circuito onde está inserido, e por um tubo, que pode ser metálico ou cerâmico, o qual protege os dois condutores de diferentes ligas.
Figura 12: Aspecto de alguns termopares
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3.6.1.Circuitos termopares e necessidade de correcção para a junta de referência
O circuito da figura 13 demonstra um sistema simples de medição de temperatura utilizando um termopar. Nesta demonstração o circuito termoeléctrico consiste na junção de medida p (junção quente à temperatura T1) e na junção de referência q (junção fria à temperatura T2).
O circuito é submetido a uma diferença de potencial proporcional à diferença das temperaturas entre p (junção quente) e q (junção fria). Aplicando a lei das temperaturas intermediárias, é possível, através das tabelas padrão (que pressupõem q a 0ºC), determinar a temperatura de p – tabela 2 (tabelas padrão).
Figura 13: Circuito termoeléctrico
A temperatura de referência (T2) é controlada pela utilização de gelo fundente. As junções q1 e q2 são colocadas em gelo fundente separadamente num tubo de vidro, para ficarem electricamente isoladas. Assim garante-se uma temperatura de 0⁰C na junção q. A junção fria deve ser constituída por uma matéria que possua uma condução térmica homogénea.
Posteriormente colocam-se extensões de cobre, assegurando-se que a junção de referência q está à mesma temperatura.
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Figura 14: Circuito termoeléctrico com extensão de fios em cobre
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4.Realização da placa do
4.1.Ensaio experimental
Para dar inicio à execução prática do projecto, foram executados alguns ensaios com o termopar Tipo K. electromotriz em função da temperatura que lhe era aplicada e seguidamente foi realizado um circuito com a finalidade de ler, interpretar e executar o valor medido. Neste circuito está incorporada a compensação de junção fria (LM35) e a o Termopar. Foi utilizado também o amplificador de instrumentação (AD623).
O LM35 é um sensor de temperatura cuja função será medir a temperatura ambiente junto à conexão dos condutores do termopar com o restante circuito. A isto se chama – compensação da junção fria, e serve para diluir o efeito provocado pelos “termopares parasitas” criados nambiente para que na PIC, através de software se possa compensar a sua influência no valor final.
O AD623 é o amplificador de instrumentação que terá como tarefa, amplificar o sinal vindo do termopar. O sinalmilivolts, tão baixo valor obriga a que seja amplificado para ser trabalhado. Esta será a função do amplificador de instrumentação. Amplificar o sinal para um valor utilizável e legível pela PIC.
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da placa do termopar
experimental
Para dar inicio à execução prática do projecto, foram executados alguns ensaios com o termopar Tipo K. Foi iniciado com a visualização da variação da força electromotriz em função da temperatura que lhe era aplicada e seguidamente foi
zado um circuito com a finalidade de ler, interpretar e executar o valor medido. Neste circuito está incorporada a compensação de junção fria (LM35) e a
. Foi utilizado também o amplificador de instrumentação (AD623).
sor de temperatura cuja função será medir a temperatura ambiente junto à conexão dos condutores do termopar com o restante circuito. A isto
compensação da junção fria, e serve para diluir o efeito provocado pelos “termopares parasitas” criados nesta conexão. Assim o LM35 medirá a temperatura ambiente para que na PIC, através de software se possa compensar a sua influência no
O AD623 é o amplificador de instrumentação que terá como tarefa, amplificar o sinal vindo do termopar. O sinal proveniente do termopar situa-se na gama dos milivolts, tão baixo valor obriga a que seja amplificado para ser trabalhado. Esta será a função do amplificador de instrumentação. Amplificar o sinal para um valor utilizável e
Figura 15: Circuito em Multisim
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Para dar inicio à execução prática do projecto, foram executados alguns ensaios com a visualização da variação da força
electromotriz em função da temperatura que lhe era aplicada e seguidamente foi zado um circuito com a finalidade de ler, interpretar e executar o valor medido.
Neste circuito está incorporada a compensação de junção fria (LM35) e a conexão com . Foi utilizado também o amplificador de instrumentação (AD623).
sor de temperatura cuja função será medir a temperatura ambiente junto à conexão dos condutores do termopar com o restante circuito. A isto
compensação da junção fria, e serve para diluir o efeito provocado pelos esta conexão. Assim o LM35 medirá a temperatura
ambiente para que na PIC, através de software se possa compensar a sua influência no
O AD623 é o amplificador de instrumentação que terá como tarefa, amplificar o se na gama dos
milivolts, tão baixo valor obriga a que seja amplificado para ser trabalhado. Esta será a função do amplificador de instrumentação. Amplificar o sinal para um valor utilizável e
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4.2.Elaboração do circuito
Inicialmente o circuito foi concebido com a finalidade de observar no osciloscópio a variação da temperatura em função do valor medido pelo termopar.
Foi-lhe adicionado ainda um filtro Passa-Baixo com a finalidade de filtrar todo o ruído que possa advir dos condutores e interferências externas que coloquem em causa a eficaz leitura da temperatura.
Figura 16: Circuito realizado
4.3.Tratamento de sinal
Como descrito anteriormente, foi utilizado um filtro Passa-Baixo para diluir os nefastos efeitos do ruído e interferências no sinal. Para amplificação deste é utilizado o amplificador de instrumentação AD623. Assim consegue-se um sinal limpo e manipulável.
Figura 17: Amplificador de instrumentação AD623
Figura 18: Circuito do filtro passa baixo
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4.4.Calibração
Para proceder à calibração do termopar deve executar-se a montagem indicada na figura 21.
Figura 19: Calibração do termopar
A junção fria (junção de referência) onde o termopar é conectado aos condutores de cobre, deve ser colocada em água com gelo, deixando o termopar em contacto com uma superfície quente, a temperatura constante. Com isto deve ser medido o valor de tensão obtido aos terminais dos condutores de cobre. De seguida deve colocar-se esta mesma junção, por exemplo, em água a ferver, e repetir o processo. Com estes valores será descrita a “curva de calibração” que será fundamental para controlar a variação provocada pelos “termopares parasitas” na conexão com os condutores de cobre. Esta compensação será efectuada na PIC.
4.5. Teste
Executado o circuito, foram efectuados breves ensaios a fim de analisar, de
forma bem clara e observável, a variação do sinal em função da variabilidade da
temperatura no termopar.
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Figura 20: Representação do sinal estando o termopar sujeito à temperatura ambiente
Figura 21: Representação do sinal estando o termopar sujeito á acção de um isqueiro
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5.Micro pic
5.1.PIC18F2550
A PIC18F2550, constituída por 28 pinos é alimentada por uma tensão de 5 Volts, possuindo um cristal de 12MHz. Através da porta USB da PIC, esta deverá enviar o valor final da medição da temperatura para o computador, para que este seja apresentado em LabView, ou num LCD.
Este microcontrolador receberá o sinal proveniente do circuito de amplificação e filtragem, utilizando essa variável para o cálculo do valor final de temperatura, com a devida compensação.
Figura 22: PIC18F2550
5.2.Bootloader
Nos comuns microcontroladores o programa que lá é colocado pelo utilizador é programado através de um circuito especial (programador).
No entanto, este processo implica retirar e colocar o microcontrolador no programador a fim de ser programado, ou para o utilizar. Por isso existe uma alternativa mais prática, que é, através da funcionalidade RS232 transferir o programa complicado por meio desta porta, na placa de testes. Para que isto seja possível, deverá ser previamente programado no microcontrolador um pequeno programa que controla a comunicação com o PC, transferindo a informação recebida para a memória de programa do microcontrolador. E é este programa a que se chama Bootloader, que varia de PIC para PIC, ou em função do cristal.
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5.3.Programador
Figura 23: Programador da PIC18F2550
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6.Fonte
6.1.Fundamentos teóricos
A fonte de alimentação é constituída por quatro partes distintas, tal como é representado na figura 23. A alimentação é feita com 230V AC, que depois de passar pelo transformador passa para 12V AC. No rectificador a obtemos sinal DC, que após ser submetido à filtragem (Smoothing) surge com 12V DC com ripple. Finalmente o regulador de tensão é responsável pelos 5V DC que são obtidos à saída da fonte de alimentação.
Figura 24: Organograma da fonte
6.2.Circuito da fonte
Figura 25: Circuito da fonte
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7.Periféricos
7.1.LCD
O LCD (display de cristais liquidos) será o responsável pela apresentação do
valor final de temperatura. É directamente controlado pela PIC.
Figura 26: LCD
7.2.LabView
O software utilizado para apresentar o valor da temperatura em computador é: LabView. Neste será apresentada a variação da temperatura medida pelo termopar, bem como o valor da junção fria (medido pelo LM35). A variação da temperatura será apresentada também graficamente.
Figura 27: Painel de visualização
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Conclusões
O termopar é um elemento essencial na indústria, no controlo de processos químicos, temperatura de caldeiras, etc. É notável a sua ampla gama de medição de temperaturas bem como a elevadíssima resistência física, quer a maus tratos, quer às temperaturas elevadas. Conforme a função pretendida existem vários tipos de termopar, no entanto a electrónica que o controla, ou que o lê, pode ajudar a definir a sua precisão e eficácia. A electrónica digital e analógica são uma imensa mais-valia para garantir a boa e correcta medição da temperatura por parte de um termopar.
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Bibliografia
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