10 - RTD

MEDIO DE TEMPERATURA

Algumas Questes

Alguns Clculos

Teresa Restivo FEUP 2010

Medio de Temperatura: algumas questes, alguns clculos

O que a Temperatura?

Uma quantidade escalar associada direco de fluxo de calor entre dois corpos


Como feita a transferncia de calor?

Caneca metlica

Conduo




Radiao




Conveco



uma grandeza difcil de medir!

Muitos factores podem interferir na sua medio




Sensor

O dispositivo de medio no pode interferir na grandeza que est a medir!

O tempo de resposta depende da massatrmica do dispositivo sensor

O Equilbrio trmico!




So importantes a resoluo e a exactido do disposotivo de medio

E os erros humanos e outros tipos de erros associados



Sensores-Transdutores - Princpios Fsicos

A relao biunvoca entre algumas propriedades dos materiais e a Temperatura permite a medio desta atravs das alteraes das primeiras



Expanso Tmica - termmetro de vidro(gs, lquido)

termmetro presso

elementos bimetlicos

Variao de Resistncia - RTDs (e NTCs)Efeito Termoelctrico - Termopares

Emisso de Radiao de Calor - Pirmetros pticosVariao de Frequncia Ressonncia - termetros de quartzoTermometria acstica

Termometria por fibra ptica

Sensores-Transdutores - Princpios Fsicos

Transdutores integrados



RTDs - resistance temperature device

Elemento +usado ----> Platina

Pt + usado ----> Pt100



Termometria de Resistncia

)1( 332

210t tatataRR

Se a exatido da medio exigida no for elevada:

)1(0t tRR

a : coeficiente de temperatura da resistncia

R R

R

100 0

0100

= 0,00385 /oC

Sensibilidade?




= 0,00385 /oC

Sensibilidade?




Pt50 => Sensibilidade?

Efeito dos cabos de ligao

10

0 38526

0 1

0

. CC

Tipos de ligaes




Nvel de correntes de alimentao efeito de auto-aquecimento

Ocorre dissipao de potncia sempre que o elemento sensor percorrido por uma corrente I P = I2R

A dissipao de potncia vai depender de vrios factores:

da grandeza da potncia libertada;

da superfcie de contacto com o meio ambiente;

do coeficiente de transferncia de calor com o meio ambiente.




Dados fabricante: Erro de auto aquecimento (0C/mW)Ar em movimento 1m/s: 0,11Ar em repouso: 0,49

Se alimentado com 5 mA

P = 2,5 mW erro = 2,5 x 0,49 = 1,23 C





Um termmetro de resistncia constitudo por trs componentes: o elemento sensor, os condutores de ligao e o condicionamento de sinal.



Termometria de Resistncia - Uma Aplicao

Medio de velocidade de ar ou gs ou das suas flutuaes.

Anemmetro de fio (ou filme)

quente



Este Transmissor est preparado para funcionar entre -20 e +80 C.

Quer-se saber S do transmissor e do sistema e a caracterstica do

sistemaTeresa Restivo FEUP 2010

Transmissor de 2 condutores Para PT100


V0

R2 condutores

420 mAi

i

=100

Foi usado um multmetro digital para determinar a temperatura ambiente

atravs da utilizao de um PT100. Este disponibiliza o uso de 2 ou 4

condutores na leitura de R. Registaram-se as seguintes leituras:

Teresa Restivo OUT 2014

Leitura da resistncia do PT100

Mtodo dos 4 condutores


RPT100 (t)

()

Multmetro:

mtodos 2 ou 4 condutores

Temperatura

associada

(C)

107,30 ()

107,65 ()



Qual dos dois mtodos o mais rigoroso e porqu?

Qual o erro absoluto resultante da possvel utilizao do mtodo menos rigoroso?

Qual a resistncia associada a cada uma das leituras feitas pelos dois mtodos distintos. Determine, as temperaturas associadas a cada um dos resultados da leitura e justifique.

Leitura da resistncia do PT100





D V = I(RPT100 + Rc + Rc)

Neste caso 2 Rc tambm funo da temperatura ambiente

IRc

Rc

Multmetro

RPT100




IMultmetro

Rc

Rc

Rc

Rc

RPT100 D V = IRPT100

O efeito da temperatura ambiente sobre os condutores no afetar a medio

I

I

I




Qual dos dois mtodos o mais rigoroso e porqu?

RPT100 (t)

()

Multmetro:


Temperatura

associada

(C)

107,30 ()

107,65 ()




Qual a resistncia associada a cada uma das leituras feitas pelos dois

mtodos distintos?

RPT100 (t)

()

Multmetro:


Temperatura

associada

(C)

107,30 ()

107,65 ()




Determine as temperaturas associadas a cada um dos resultados da

leitura e justifique

RPT100 (t)

()

Multmetro:


Temperatura

associada

(C)

107,30 ()

107,65 ()

Usar as tabelas do PT100

18,7

19,6




Qual o erro absoluto resultante da possvel utilizao do mtodo menos

rigoroso?

RPT100 (t)

()

Multmetro:


Temperatura

associada

(C)

107,30 ()

107,65 ()

No esquecer: erro da medio ou erro absoluto da medio o erro entre o resultado da

medio e o valor verdadeiro (este tomado como convencionalmente verdadeiro)

Erro medio = 19,6 18,7 = + 0,9 C

18,7

19,6

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