INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL: APLICAÇÕES DO … · instrumento (norma ANSI/ISA-S5.1-1984-R-1992)....
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FACULDADE DE ENGENHARIA DE RESENDE
ASSOCIACcedilAtildeO EDUCACIONAL DOM BOSCO
INSTRUMENTACcedilAtildeO INDUSTRIAL APLICACcedilOtildeES DO
SENSOR DE TEMPERATURA PT-100 NOS PROCESSOS
INDUSTRIAIS
KLEBER VIANA FRANCcedilA ndash 21376136
KLEBERFRANCA17HOTMAILCOM
SAMANDA MARQUES ALMEIDA COSTA ndash 21275143
SAMANDAMARKESHOTMAILCOM
RODRIGO PEREIRA MARQUES - 21276020
RPMARKSHOTMAILCOM
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUCcedilAtildeO
TEORIA E CONTROLE DE PROCESSOS
PROFESSOR ORIENTADOR LEONARDO VIDAL
RESENDE
15052014
FACULDADE DE ENGENHARIA DE RESENDE
ASSOCIACcedilAtildeO EDUCACIONAL DOM BOSCO
KLEBER VIANA FRANCcedilA ndash 21376136
KLEBERFRANCA17HOTMAILCOM
SAMANDA MARQUES ALMEIDA COSTA ndash 21275143
SAMANDAMARKESHOTMAILCOM
RODRIGO PEREIRA MARQUES - 21276020
RPMARKSHOTMAILCOM
RESUMO
Este trabalho trata-se de uma pesquisa bibliograacutefica visando analisar as
principais variaacuteveis envolvidas no acircmbito da instrumentaccedilatildeo industrial
Observa-se com o passar dos anos que o setor industrial tem sido obrigado a
investir cada vez mais no desenvolvimento de teacutecnicas equipamentos e processos mais
eficientes com maior qualidade seguranccedila menor custo e que causem menor impacto
ambiental possiacutevel a fim de melhorar seu desempenho e garantir maior competitividade
num mercado cada vez mais exigente em funccedilatildeo da globalizaccedilatildeo
Por outro lado trazer aplicaccedilotildees praacuteticas do uso do sensor de temperatura PT-
100 no setor industrial mostrando o quanto eacute importante medir e controlar as variaacuteveis
e tambeacutem algumas vantagens e desvantagens na utilizaccedilatildeo desse tipo de sensor para o
controle de temperatura em variados ambientes industriais
Palavras-chave PT-100 Controle de Processos Variaacuteveis de controle
- 2 -
INTRODUCcedilAtildeO
Segundo CASSANO (2003) a temperatura eacute a segunda grandeza mais medida
no mundo perdendo apenas para o tempo o que reflete a sua extrema importacircncia
tendo influecircncia em praticamente todos os processos industriais
A instrumentaccedilatildeo industrial na engenharia pode ser associada ao estudo dos
instrumentos e seus princiacutepios cientiacuteficos utilizados para monitorar o comportamento
de variaacuteveis de controle que de alguma forma venham auxiliar ao homem no processo
industrial e nas diversas aacutereas do conhecimento humano aplicado e natildeo somente nos
processos produtivos industriais propriamente ditos
De acordo com a organizaccedilatildeo norte-americana ISA1 um instrumento industrial eacute
todo dispositivo usado para direta ou indiretamente medir eou controlar uma variaacutevel
Nesta definiccedilatildeo incluem-se segundo a ISA elementossensores primaacuterios elementos
finais de controle dispositivos computacionais dispositivos eleacutetricos como alarmes
chaves e botoeiras E o termo natildeo se aplica a partes que satildeo componentes internos do
instrumento (norma ANSIISA-S51-1984-R-1992)
Ao longo dos uacuteltimos anos diversas abordagens tecircm sido utilizadas com o
objetivo de melhorar o controle de temperatura em determinados ambientes Podendo
citar os termopares PT-100 e entre outros
1 Instrument Society of America
- 3 -
FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
Para melhor entendimento do assunto em questatildeo eacute preciso primeiramente
conhecer alguns conceitos e definiccedilotildees utilizados em instrumentaccedilatildeo industrial
Variaacutevel pode ser definida como condiccedilatildeo ou situaccedilatildeo ocorrida durante um
processo produtivo podendo ou natildeo interferir no processo ou no produto
alterando a qualidade a produtividade ou deixando o processo inseguro Por
exemplo Niacutevel temperatura pressatildeo e vazatildeo
Controle consiste em verificar uma variaacutevel para possiacuteveis correccedilotildees de modo
que esta permaneccedila dentro de um limite especificado
Processo eacute um conjunto de atividadesoperaccedilotildees necessaacuterias agrave realizaccedilatildeo de um
produto
Instrumento dispositivo industrial responsaacutevel em indicar medir registrar
eou controlar as variaacuteveis de um processo
Os intrumentos que indicam medem ou controlam as variaacuteveis no processo
possuem sensibilidade e grau de aperfeiccediloamento extremamente apurados podendo
estar localizados no campo eou nos paineacuteis de salas de controle Desta forma estes
instrumentos devem ser manuseados cuidadosamente para garantir a seguranccedila e
qualidade requeridos
- 4 -
1 FORMAS DE CLASSIFICACcedilAtildeO DE INSTRUMENTOS
Inicialmente os instrumentos podem ser classificados conforme a figura abaixo
Figura 1 ndash Classificaccedilatildeo de instrumentos industriais segundo a natureza de operaccedilatildeo
E ainda podem ser classificados da seguinte forma
Segundo sua localizaccedilatildeo Instrumento de painel localizados na sala de
controle Instrumentos de campo localizados na aacuterea das unidades
Segundo suas funccedilotildees Instrumento de mediccedilatildeo da variaacutevel Instrumentos de
controle da variaacutevel segundo informaccedilotildees obtidas pelos instrumentos de
mediccedilatildeo Instrumentos de alarme que alertam o operador sobre condiccedilotildees
anormais das variaacuteveis dentro da margem de seguranccedila que o processo e a
unidade exigem
Segundo suas caracteriacutesticas Instrumentos indicadores nos quais a variaacutevel eacute
indicada por meio de um ponteiro em uma escala Instrumento registradores nos
quias a variaacutevel eacute registrada em uma carta por meio de uma pena Instrumentos
controladores que manteacutem a variaacutevel num valor preacute determinado
Os instrumentos industriais podem desempenhar uma ou mais das funccedilotildees
acima simultaneamente Ou seja eles podem ser indicadores registradores ou
controladores tatildeo somente como tambeacutem indicadores-controladores ou registradores-
controladores
- 5 -
2 SENSORES DE TEMPERATURA PT-100
Termoresistecircncias de platina ou RTD2 satildeo sensores de temperatura que operam
baseados no princiacutepio da variaccedilatildeo da resistecircncia ocirchmica em funccedilatildeo da temperatura
Suas principais qualidades se destacam por ser muito preciso nas calibraccedilotildees e tambeacutem
porque tem pouca variaccedilatildeo com o passar do tempo devido ao fator de envelhecimento
Estas caracteriacutesticas fazem dos sensores PT-100 a primeira escolha quando a
necessidade eacute a combinaccedilatildeo de precisatildeo com extensa faixa de temperatura porem natildeo eacute
muito adequado para locais aonde existam vibraccedilotildees
Esses sensores aumentam a resistecircncia com o aumento da temperatura Seu
sensor nada mais eacute que uma resistecircncia em forma de fio de platina de alta pureza de
niacutequel ou de cobre encapsulado num bulbo de ceracircmica ou vidro O sensor mais
utilizado no mercado atualmente eacute o de platina devido a sua ampla escala de
temperatura sua alta resistividade que desta maneira permiti uma maior sensibilidade
um alto coeficiente de variaccedilatildeo de resistecircncia com a temperatura Sua principal funccedilatildeo eacute
no desenvolvimento de medidores e controladores de temperatura ou manutenccedilatildeo da
mesma
Para ambientes que existam vibraccedilotildees intensas o mais recomendado eacute o PT-
1000 pois diferente do PT-100 ele suporta mais vibraccedilotildees e tambeacutem eacute mais preciso
sendo diferenciado por essas duas grandes vantagens
Podemos perceber que o princiacutepio fiacutesico de funcionamento do sensor eacute baseado
em uma relaccedilatildeo linear da resistecircncia em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura conforme a
expressatildeo abaixo
Rt = R0(1 + aΔt +bΔt2)
Onde
ldquoRtrdquo eacute a resistecircncia em funccedilatildeo da temperatura
ldquoR0rdquo a resistecircncia inicial
2 Resistance Temperature Detector
- 6 -
ldquoΔTrdquo eacute a variaccedilatildeo da temperatura
ldquoardquo eacute o coeficiente de temperatura do metal usaremos o valor indicado pela
norma DIN 43760 α=000385
ldquobrdquo pode ser considerado nulo para a platina logo a curva resistecircncia versus
temperatura eacute teoricamente linear
Figura 2 ndash Componentes de um sensor PT-100
A seguir alguns tipos de sensores
Figura 3 ndash Exemplos de sensores PT-100
- 7 -
3 UTILIZACcedilAtildeO DO PT-100 NA INDUacuteSTRIA
Hoje o sensor de temperatura PT-100 sem duacutevidas estaacute sendo usado cada dia
mais em diversos setores industriais como induacutestrias alimentiacutecias farmacecircuticas
automobiliacutesticas sideruacutergicas e tambeacutem em equipamentos meacutedicos aparelhos de
laboratoacuterio e sistemas de refrigeraccedilatildeo
Segundo MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
afirmam que na induacutestria alimentiacutecia o controle da relaccedilatildeo entre o tempo e a temperatura eacute essencial para evitar doenccedilas transmitidas por agentes patogecircnicos existentes em alimentos MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
A partir dessa afirmaccedilatildeo podemos perceber que a temperatura eacute um fator muito
importante no setor alimentiacutecio pois alimentos como leite e vegetais devem ser
armazenados em temperaturas proacutexima ao do congelamento natildeo podendo variar pois
poderiam ocorrer variaccedilotildees na qualidade no caso do leite e no caso da verdura poderia
queimar as folhas
Porem somente o PT-100 natildeo seria capaz de solucionar o problema pois o
sensor trabalha em conjunto com demais componentes como pode ser visto na figura 4
e figura 5 Neste caso seria preciso ter um computador responsaacutevel pela aquisiccedilatildeo da
temperatura obtida pelo PT-100 e execuccedilatildeo de um programa de controle de temperatura
podendo ser realizado de forma ON-OFF que liga ou desliga o compressor comparando
a temperatura do sensor com um referencial padratildeo
Segundo MULINA (2011) no setor sideruacutergico o PT-100 funciona no controle
teacutermico que evita a concentraccedilatildeo de mineacuterios fundidos na base do forno de forma a ter
maior homogeneidade da mistura (apud AMORIM 2010) por esse motivo o controle
teacutermico de um alto-forno eacute essencial para conferir qualidade ao produto final e otimizar
a produccedilatildeo e entender melhor as reaccedilotildees ocorridas no interior do forno Utilizando de
sensores de temperatura para determinar relaccedilotildees entre os paracircmetros de entrada (carvatildeo
e mineacuterio) temperatura na superfiacutecie do alto-forno e qualidade do accedilo produzido
- 8 -
Figura 4 ndash Exemplos de instrumentos controlados via CLP3
Figura 5 ndash Esquema baacutesico de um controle de processo
3 Controladores Loacutegicos Programaacuteveis
- 9 -
4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
- 10 -
5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
- 11 -
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
FACULDADE DE ENGENHARIA DE RESENDE
ASSOCIACcedilAtildeO EDUCACIONAL DOM BOSCO
KLEBER VIANA FRANCcedilA ndash 21376136
KLEBERFRANCA17HOTMAILCOM
SAMANDA MARQUES ALMEIDA COSTA ndash 21275143
SAMANDAMARKESHOTMAILCOM
RODRIGO PEREIRA MARQUES - 21276020
RPMARKSHOTMAILCOM
RESUMO
Este trabalho trata-se de uma pesquisa bibliograacutefica visando analisar as
principais variaacuteveis envolvidas no acircmbito da instrumentaccedilatildeo industrial
Observa-se com o passar dos anos que o setor industrial tem sido obrigado a
investir cada vez mais no desenvolvimento de teacutecnicas equipamentos e processos mais
eficientes com maior qualidade seguranccedila menor custo e que causem menor impacto
ambiental possiacutevel a fim de melhorar seu desempenho e garantir maior competitividade
num mercado cada vez mais exigente em funccedilatildeo da globalizaccedilatildeo
Por outro lado trazer aplicaccedilotildees praacuteticas do uso do sensor de temperatura PT-
100 no setor industrial mostrando o quanto eacute importante medir e controlar as variaacuteveis
e tambeacutem algumas vantagens e desvantagens na utilizaccedilatildeo desse tipo de sensor para o
controle de temperatura em variados ambientes industriais
Palavras-chave PT-100 Controle de Processos Variaacuteveis de controle
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INTRODUCcedilAtildeO
Segundo CASSANO (2003) a temperatura eacute a segunda grandeza mais medida
no mundo perdendo apenas para o tempo o que reflete a sua extrema importacircncia
tendo influecircncia em praticamente todos os processos industriais
A instrumentaccedilatildeo industrial na engenharia pode ser associada ao estudo dos
instrumentos e seus princiacutepios cientiacuteficos utilizados para monitorar o comportamento
de variaacuteveis de controle que de alguma forma venham auxiliar ao homem no processo
industrial e nas diversas aacutereas do conhecimento humano aplicado e natildeo somente nos
processos produtivos industriais propriamente ditos
De acordo com a organizaccedilatildeo norte-americana ISA1 um instrumento industrial eacute
todo dispositivo usado para direta ou indiretamente medir eou controlar uma variaacutevel
Nesta definiccedilatildeo incluem-se segundo a ISA elementossensores primaacuterios elementos
finais de controle dispositivos computacionais dispositivos eleacutetricos como alarmes
chaves e botoeiras E o termo natildeo se aplica a partes que satildeo componentes internos do
instrumento (norma ANSIISA-S51-1984-R-1992)
Ao longo dos uacuteltimos anos diversas abordagens tecircm sido utilizadas com o
objetivo de melhorar o controle de temperatura em determinados ambientes Podendo
citar os termopares PT-100 e entre outros
1 Instrument Society of America
- 3 -
FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
Para melhor entendimento do assunto em questatildeo eacute preciso primeiramente
conhecer alguns conceitos e definiccedilotildees utilizados em instrumentaccedilatildeo industrial
Variaacutevel pode ser definida como condiccedilatildeo ou situaccedilatildeo ocorrida durante um
processo produtivo podendo ou natildeo interferir no processo ou no produto
alterando a qualidade a produtividade ou deixando o processo inseguro Por
exemplo Niacutevel temperatura pressatildeo e vazatildeo
Controle consiste em verificar uma variaacutevel para possiacuteveis correccedilotildees de modo
que esta permaneccedila dentro de um limite especificado
Processo eacute um conjunto de atividadesoperaccedilotildees necessaacuterias agrave realizaccedilatildeo de um
produto
Instrumento dispositivo industrial responsaacutevel em indicar medir registrar
eou controlar as variaacuteveis de um processo
Os intrumentos que indicam medem ou controlam as variaacuteveis no processo
possuem sensibilidade e grau de aperfeiccediloamento extremamente apurados podendo
estar localizados no campo eou nos paineacuteis de salas de controle Desta forma estes
instrumentos devem ser manuseados cuidadosamente para garantir a seguranccedila e
qualidade requeridos
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1 FORMAS DE CLASSIFICACcedilAtildeO DE INSTRUMENTOS
Inicialmente os instrumentos podem ser classificados conforme a figura abaixo
Figura 1 ndash Classificaccedilatildeo de instrumentos industriais segundo a natureza de operaccedilatildeo
E ainda podem ser classificados da seguinte forma
Segundo sua localizaccedilatildeo Instrumento de painel localizados na sala de
controle Instrumentos de campo localizados na aacuterea das unidades
Segundo suas funccedilotildees Instrumento de mediccedilatildeo da variaacutevel Instrumentos de
controle da variaacutevel segundo informaccedilotildees obtidas pelos instrumentos de
mediccedilatildeo Instrumentos de alarme que alertam o operador sobre condiccedilotildees
anormais das variaacuteveis dentro da margem de seguranccedila que o processo e a
unidade exigem
Segundo suas caracteriacutesticas Instrumentos indicadores nos quais a variaacutevel eacute
indicada por meio de um ponteiro em uma escala Instrumento registradores nos
quias a variaacutevel eacute registrada em uma carta por meio de uma pena Instrumentos
controladores que manteacutem a variaacutevel num valor preacute determinado
Os instrumentos industriais podem desempenhar uma ou mais das funccedilotildees
acima simultaneamente Ou seja eles podem ser indicadores registradores ou
controladores tatildeo somente como tambeacutem indicadores-controladores ou registradores-
controladores
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2 SENSORES DE TEMPERATURA PT-100
Termoresistecircncias de platina ou RTD2 satildeo sensores de temperatura que operam
baseados no princiacutepio da variaccedilatildeo da resistecircncia ocirchmica em funccedilatildeo da temperatura
Suas principais qualidades se destacam por ser muito preciso nas calibraccedilotildees e tambeacutem
porque tem pouca variaccedilatildeo com o passar do tempo devido ao fator de envelhecimento
Estas caracteriacutesticas fazem dos sensores PT-100 a primeira escolha quando a
necessidade eacute a combinaccedilatildeo de precisatildeo com extensa faixa de temperatura porem natildeo eacute
muito adequado para locais aonde existam vibraccedilotildees
Esses sensores aumentam a resistecircncia com o aumento da temperatura Seu
sensor nada mais eacute que uma resistecircncia em forma de fio de platina de alta pureza de
niacutequel ou de cobre encapsulado num bulbo de ceracircmica ou vidro O sensor mais
utilizado no mercado atualmente eacute o de platina devido a sua ampla escala de
temperatura sua alta resistividade que desta maneira permiti uma maior sensibilidade
um alto coeficiente de variaccedilatildeo de resistecircncia com a temperatura Sua principal funccedilatildeo eacute
no desenvolvimento de medidores e controladores de temperatura ou manutenccedilatildeo da
mesma
Para ambientes que existam vibraccedilotildees intensas o mais recomendado eacute o PT-
1000 pois diferente do PT-100 ele suporta mais vibraccedilotildees e tambeacutem eacute mais preciso
sendo diferenciado por essas duas grandes vantagens
Podemos perceber que o princiacutepio fiacutesico de funcionamento do sensor eacute baseado
em uma relaccedilatildeo linear da resistecircncia em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura conforme a
expressatildeo abaixo
Rt = R0(1 + aΔt +bΔt2)
Onde
ldquoRtrdquo eacute a resistecircncia em funccedilatildeo da temperatura
ldquoR0rdquo a resistecircncia inicial
2 Resistance Temperature Detector
- 6 -
ldquoΔTrdquo eacute a variaccedilatildeo da temperatura
ldquoardquo eacute o coeficiente de temperatura do metal usaremos o valor indicado pela
norma DIN 43760 α=000385
ldquobrdquo pode ser considerado nulo para a platina logo a curva resistecircncia versus
temperatura eacute teoricamente linear
Figura 2 ndash Componentes de um sensor PT-100
A seguir alguns tipos de sensores
Figura 3 ndash Exemplos de sensores PT-100
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3 UTILIZACcedilAtildeO DO PT-100 NA INDUacuteSTRIA
Hoje o sensor de temperatura PT-100 sem duacutevidas estaacute sendo usado cada dia
mais em diversos setores industriais como induacutestrias alimentiacutecias farmacecircuticas
automobiliacutesticas sideruacutergicas e tambeacutem em equipamentos meacutedicos aparelhos de
laboratoacuterio e sistemas de refrigeraccedilatildeo
Segundo MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
afirmam que na induacutestria alimentiacutecia o controle da relaccedilatildeo entre o tempo e a temperatura eacute essencial para evitar doenccedilas transmitidas por agentes patogecircnicos existentes em alimentos MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
A partir dessa afirmaccedilatildeo podemos perceber que a temperatura eacute um fator muito
importante no setor alimentiacutecio pois alimentos como leite e vegetais devem ser
armazenados em temperaturas proacutexima ao do congelamento natildeo podendo variar pois
poderiam ocorrer variaccedilotildees na qualidade no caso do leite e no caso da verdura poderia
queimar as folhas
Porem somente o PT-100 natildeo seria capaz de solucionar o problema pois o
sensor trabalha em conjunto com demais componentes como pode ser visto na figura 4
e figura 5 Neste caso seria preciso ter um computador responsaacutevel pela aquisiccedilatildeo da
temperatura obtida pelo PT-100 e execuccedilatildeo de um programa de controle de temperatura
podendo ser realizado de forma ON-OFF que liga ou desliga o compressor comparando
a temperatura do sensor com um referencial padratildeo
Segundo MULINA (2011) no setor sideruacutergico o PT-100 funciona no controle
teacutermico que evita a concentraccedilatildeo de mineacuterios fundidos na base do forno de forma a ter
maior homogeneidade da mistura (apud AMORIM 2010) por esse motivo o controle
teacutermico de um alto-forno eacute essencial para conferir qualidade ao produto final e otimizar
a produccedilatildeo e entender melhor as reaccedilotildees ocorridas no interior do forno Utilizando de
sensores de temperatura para determinar relaccedilotildees entre os paracircmetros de entrada (carvatildeo
e mineacuterio) temperatura na superfiacutecie do alto-forno e qualidade do accedilo produzido
- 8 -
Figura 4 ndash Exemplos de instrumentos controlados via CLP3
Figura 5 ndash Esquema baacutesico de um controle de processo
3 Controladores Loacutegicos Programaacuteveis
- 9 -
4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
- 10 -
5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
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INTRODUCcedilAtildeO
Segundo CASSANO (2003) a temperatura eacute a segunda grandeza mais medida
no mundo perdendo apenas para o tempo o que reflete a sua extrema importacircncia
tendo influecircncia em praticamente todos os processos industriais
A instrumentaccedilatildeo industrial na engenharia pode ser associada ao estudo dos
instrumentos e seus princiacutepios cientiacuteficos utilizados para monitorar o comportamento
de variaacuteveis de controle que de alguma forma venham auxiliar ao homem no processo
industrial e nas diversas aacutereas do conhecimento humano aplicado e natildeo somente nos
processos produtivos industriais propriamente ditos
De acordo com a organizaccedilatildeo norte-americana ISA1 um instrumento industrial eacute
todo dispositivo usado para direta ou indiretamente medir eou controlar uma variaacutevel
Nesta definiccedilatildeo incluem-se segundo a ISA elementossensores primaacuterios elementos
finais de controle dispositivos computacionais dispositivos eleacutetricos como alarmes
chaves e botoeiras E o termo natildeo se aplica a partes que satildeo componentes internos do
instrumento (norma ANSIISA-S51-1984-R-1992)
Ao longo dos uacuteltimos anos diversas abordagens tecircm sido utilizadas com o
objetivo de melhorar o controle de temperatura em determinados ambientes Podendo
citar os termopares PT-100 e entre outros
1 Instrument Society of America
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FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
Para melhor entendimento do assunto em questatildeo eacute preciso primeiramente
conhecer alguns conceitos e definiccedilotildees utilizados em instrumentaccedilatildeo industrial
Variaacutevel pode ser definida como condiccedilatildeo ou situaccedilatildeo ocorrida durante um
processo produtivo podendo ou natildeo interferir no processo ou no produto
alterando a qualidade a produtividade ou deixando o processo inseguro Por
exemplo Niacutevel temperatura pressatildeo e vazatildeo
Controle consiste em verificar uma variaacutevel para possiacuteveis correccedilotildees de modo
que esta permaneccedila dentro de um limite especificado
Processo eacute um conjunto de atividadesoperaccedilotildees necessaacuterias agrave realizaccedilatildeo de um
produto
Instrumento dispositivo industrial responsaacutevel em indicar medir registrar
eou controlar as variaacuteveis de um processo
Os intrumentos que indicam medem ou controlam as variaacuteveis no processo
possuem sensibilidade e grau de aperfeiccediloamento extremamente apurados podendo
estar localizados no campo eou nos paineacuteis de salas de controle Desta forma estes
instrumentos devem ser manuseados cuidadosamente para garantir a seguranccedila e
qualidade requeridos
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1 FORMAS DE CLASSIFICACcedilAtildeO DE INSTRUMENTOS
Inicialmente os instrumentos podem ser classificados conforme a figura abaixo
Figura 1 ndash Classificaccedilatildeo de instrumentos industriais segundo a natureza de operaccedilatildeo
E ainda podem ser classificados da seguinte forma
Segundo sua localizaccedilatildeo Instrumento de painel localizados na sala de
controle Instrumentos de campo localizados na aacuterea das unidades
Segundo suas funccedilotildees Instrumento de mediccedilatildeo da variaacutevel Instrumentos de
controle da variaacutevel segundo informaccedilotildees obtidas pelos instrumentos de
mediccedilatildeo Instrumentos de alarme que alertam o operador sobre condiccedilotildees
anormais das variaacuteveis dentro da margem de seguranccedila que o processo e a
unidade exigem
Segundo suas caracteriacutesticas Instrumentos indicadores nos quais a variaacutevel eacute
indicada por meio de um ponteiro em uma escala Instrumento registradores nos
quias a variaacutevel eacute registrada em uma carta por meio de uma pena Instrumentos
controladores que manteacutem a variaacutevel num valor preacute determinado
Os instrumentos industriais podem desempenhar uma ou mais das funccedilotildees
acima simultaneamente Ou seja eles podem ser indicadores registradores ou
controladores tatildeo somente como tambeacutem indicadores-controladores ou registradores-
controladores
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2 SENSORES DE TEMPERATURA PT-100
Termoresistecircncias de platina ou RTD2 satildeo sensores de temperatura que operam
baseados no princiacutepio da variaccedilatildeo da resistecircncia ocirchmica em funccedilatildeo da temperatura
Suas principais qualidades se destacam por ser muito preciso nas calibraccedilotildees e tambeacutem
porque tem pouca variaccedilatildeo com o passar do tempo devido ao fator de envelhecimento
Estas caracteriacutesticas fazem dos sensores PT-100 a primeira escolha quando a
necessidade eacute a combinaccedilatildeo de precisatildeo com extensa faixa de temperatura porem natildeo eacute
muito adequado para locais aonde existam vibraccedilotildees
Esses sensores aumentam a resistecircncia com o aumento da temperatura Seu
sensor nada mais eacute que uma resistecircncia em forma de fio de platina de alta pureza de
niacutequel ou de cobre encapsulado num bulbo de ceracircmica ou vidro O sensor mais
utilizado no mercado atualmente eacute o de platina devido a sua ampla escala de
temperatura sua alta resistividade que desta maneira permiti uma maior sensibilidade
um alto coeficiente de variaccedilatildeo de resistecircncia com a temperatura Sua principal funccedilatildeo eacute
no desenvolvimento de medidores e controladores de temperatura ou manutenccedilatildeo da
mesma
Para ambientes que existam vibraccedilotildees intensas o mais recomendado eacute o PT-
1000 pois diferente do PT-100 ele suporta mais vibraccedilotildees e tambeacutem eacute mais preciso
sendo diferenciado por essas duas grandes vantagens
Podemos perceber que o princiacutepio fiacutesico de funcionamento do sensor eacute baseado
em uma relaccedilatildeo linear da resistecircncia em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura conforme a
expressatildeo abaixo
Rt = R0(1 + aΔt +bΔt2)
Onde
ldquoRtrdquo eacute a resistecircncia em funccedilatildeo da temperatura
ldquoR0rdquo a resistecircncia inicial
2 Resistance Temperature Detector
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ldquoΔTrdquo eacute a variaccedilatildeo da temperatura
ldquoardquo eacute o coeficiente de temperatura do metal usaremos o valor indicado pela
norma DIN 43760 α=000385
ldquobrdquo pode ser considerado nulo para a platina logo a curva resistecircncia versus
temperatura eacute teoricamente linear
Figura 2 ndash Componentes de um sensor PT-100
A seguir alguns tipos de sensores
Figura 3 ndash Exemplos de sensores PT-100
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3 UTILIZACcedilAtildeO DO PT-100 NA INDUacuteSTRIA
Hoje o sensor de temperatura PT-100 sem duacutevidas estaacute sendo usado cada dia
mais em diversos setores industriais como induacutestrias alimentiacutecias farmacecircuticas
automobiliacutesticas sideruacutergicas e tambeacutem em equipamentos meacutedicos aparelhos de
laboratoacuterio e sistemas de refrigeraccedilatildeo
Segundo MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
afirmam que na induacutestria alimentiacutecia o controle da relaccedilatildeo entre o tempo e a temperatura eacute essencial para evitar doenccedilas transmitidas por agentes patogecircnicos existentes em alimentos MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
A partir dessa afirmaccedilatildeo podemos perceber que a temperatura eacute um fator muito
importante no setor alimentiacutecio pois alimentos como leite e vegetais devem ser
armazenados em temperaturas proacutexima ao do congelamento natildeo podendo variar pois
poderiam ocorrer variaccedilotildees na qualidade no caso do leite e no caso da verdura poderia
queimar as folhas
Porem somente o PT-100 natildeo seria capaz de solucionar o problema pois o
sensor trabalha em conjunto com demais componentes como pode ser visto na figura 4
e figura 5 Neste caso seria preciso ter um computador responsaacutevel pela aquisiccedilatildeo da
temperatura obtida pelo PT-100 e execuccedilatildeo de um programa de controle de temperatura
podendo ser realizado de forma ON-OFF que liga ou desliga o compressor comparando
a temperatura do sensor com um referencial padratildeo
Segundo MULINA (2011) no setor sideruacutergico o PT-100 funciona no controle
teacutermico que evita a concentraccedilatildeo de mineacuterios fundidos na base do forno de forma a ter
maior homogeneidade da mistura (apud AMORIM 2010) por esse motivo o controle
teacutermico de um alto-forno eacute essencial para conferir qualidade ao produto final e otimizar
a produccedilatildeo e entender melhor as reaccedilotildees ocorridas no interior do forno Utilizando de
sensores de temperatura para determinar relaccedilotildees entre os paracircmetros de entrada (carvatildeo
e mineacuterio) temperatura na superfiacutecie do alto-forno e qualidade do accedilo produzido
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Figura 4 ndash Exemplos de instrumentos controlados via CLP3
Figura 5 ndash Esquema baacutesico de um controle de processo
3 Controladores Loacutegicos Programaacuteveis
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4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
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5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
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FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
Para melhor entendimento do assunto em questatildeo eacute preciso primeiramente
conhecer alguns conceitos e definiccedilotildees utilizados em instrumentaccedilatildeo industrial
Variaacutevel pode ser definida como condiccedilatildeo ou situaccedilatildeo ocorrida durante um
processo produtivo podendo ou natildeo interferir no processo ou no produto
alterando a qualidade a produtividade ou deixando o processo inseguro Por
exemplo Niacutevel temperatura pressatildeo e vazatildeo
Controle consiste em verificar uma variaacutevel para possiacuteveis correccedilotildees de modo
que esta permaneccedila dentro de um limite especificado
Processo eacute um conjunto de atividadesoperaccedilotildees necessaacuterias agrave realizaccedilatildeo de um
produto
Instrumento dispositivo industrial responsaacutevel em indicar medir registrar
eou controlar as variaacuteveis de um processo
Os intrumentos que indicam medem ou controlam as variaacuteveis no processo
possuem sensibilidade e grau de aperfeiccediloamento extremamente apurados podendo
estar localizados no campo eou nos paineacuteis de salas de controle Desta forma estes
instrumentos devem ser manuseados cuidadosamente para garantir a seguranccedila e
qualidade requeridos
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1 FORMAS DE CLASSIFICACcedilAtildeO DE INSTRUMENTOS
Inicialmente os instrumentos podem ser classificados conforme a figura abaixo
Figura 1 ndash Classificaccedilatildeo de instrumentos industriais segundo a natureza de operaccedilatildeo
E ainda podem ser classificados da seguinte forma
Segundo sua localizaccedilatildeo Instrumento de painel localizados na sala de
controle Instrumentos de campo localizados na aacuterea das unidades
Segundo suas funccedilotildees Instrumento de mediccedilatildeo da variaacutevel Instrumentos de
controle da variaacutevel segundo informaccedilotildees obtidas pelos instrumentos de
mediccedilatildeo Instrumentos de alarme que alertam o operador sobre condiccedilotildees
anormais das variaacuteveis dentro da margem de seguranccedila que o processo e a
unidade exigem
Segundo suas caracteriacutesticas Instrumentos indicadores nos quais a variaacutevel eacute
indicada por meio de um ponteiro em uma escala Instrumento registradores nos
quias a variaacutevel eacute registrada em uma carta por meio de uma pena Instrumentos
controladores que manteacutem a variaacutevel num valor preacute determinado
Os instrumentos industriais podem desempenhar uma ou mais das funccedilotildees
acima simultaneamente Ou seja eles podem ser indicadores registradores ou
controladores tatildeo somente como tambeacutem indicadores-controladores ou registradores-
controladores
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2 SENSORES DE TEMPERATURA PT-100
Termoresistecircncias de platina ou RTD2 satildeo sensores de temperatura que operam
baseados no princiacutepio da variaccedilatildeo da resistecircncia ocirchmica em funccedilatildeo da temperatura
Suas principais qualidades se destacam por ser muito preciso nas calibraccedilotildees e tambeacutem
porque tem pouca variaccedilatildeo com o passar do tempo devido ao fator de envelhecimento
Estas caracteriacutesticas fazem dos sensores PT-100 a primeira escolha quando a
necessidade eacute a combinaccedilatildeo de precisatildeo com extensa faixa de temperatura porem natildeo eacute
muito adequado para locais aonde existam vibraccedilotildees
Esses sensores aumentam a resistecircncia com o aumento da temperatura Seu
sensor nada mais eacute que uma resistecircncia em forma de fio de platina de alta pureza de
niacutequel ou de cobre encapsulado num bulbo de ceracircmica ou vidro O sensor mais
utilizado no mercado atualmente eacute o de platina devido a sua ampla escala de
temperatura sua alta resistividade que desta maneira permiti uma maior sensibilidade
um alto coeficiente de variaccedilatildeo de resistecircncia com a temperatura Sua principal funccedilatildeo eacute
no desenvolvimento de medidores e controladores de temperatura ou manutenccedilatildeo da
mesma
Para ambientes que existam vibraccedilotildees intensas o mais recomendado eacute o PT-
1000 pois diferente do PT-100 ele suporta mais vibraccedilotildees e tambeacutem eacute mais preciso
sendo diferenciado por essas duas grandes vantagens
Podemos perceber que o princiacutepio fiacutesico de funcionamento do sensor eacute baseado
em uma relaccedilatildeo linear da resistecircncia em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura conforme a
expressatildeo abaixo
Rt = R0(1 + aΔt +bΔt2)
Onde
ldquoRtrdquo eacute a resistecircncia em funccedilatildeo da temperatura
ldquoR0rdquo a resistecircncia inicial
2 Resistance Temperature Detector
- 6 -
ldquoΔTrdquo eacute a variaccedilatildeo da temperatura
ldquoardquo eacute o coeficiente de temperatura do metal usaremos o valor indicado pela
norma DIN 43760 α=000385
ldquobrdquo pode ser considerado nulo para a platina logo a curva resistecircncia versus
temperatura eacute teoricamente linear
Figura 2 ndash Componentes de um sensor PT-100
A seguir alguns tipos de sensores
Figura 3 ndash Exemplos de sensores PT-100
- 7 -
3 UTILIZACcedilAtildeO DO PT-100 NA INDUacuteSTRIA
Hoje o sensor de temperatura PT-100 sem duacutevidas estaacute sendo usado cada dia
mais em diversos setores industriais como induacutestrias alimentiacutecias farmacecircuticas
automobiliacutesticas sideruacutergicas e tambeacutem em equipamentos meacutedicos aparelhos de
laboratoacuterio e sistemas de refrigeraccedilatildeo
Segundo MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
afirmam que na induacutestria alimentiacutecia o controle da relaccedilatildeo entre o tempo e a temperatura eacute essencial para evitar doenccedilas transmitidas por agentes patogecircnicos existentes em alimentos MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
A partir dessa afirmaccedilatildeo podemos perceber que a temperatura eacute um fator muito
importante no setor alimentiacutecio pois alimentos como leite e vegetais devem ser
armazenados em temperaturas proacutexima ao do congelamento natildeo podendo variar pois
poderiam ocorrer variaccedilotildees na qualidade no caso do leite e no caso da verdura poderia
queimar as folhas
Porem somente o PT-100 natildeo seria capaz de solucionar o problema pois o
sensor trabalha em conjunto com demais componentes como pode ser visto na figura 4
e figura 5 Neste caso seria preciso ter um computador responsaacutevel pela aquisiccedilatildeo da
temperatura obtida pelo PT-100 e execuccedilatildeo de um programa de controle de temperatura
podendo ser realizado de forma ON-OFF que liga ou desliga o compressor comparando
a temperatura do sensor com um referencial padratildeo
Segundo MULINA (2011) no setor sideruacutergico o PT-100 funciona no controle
teacutermico que evita a concentraccedilatildeo de mineacuterios fundidos na base do forno de forma a ter
maior homogeneidade da mistura (apud AMORIM 2010) por esse motivo o controle
teacutermico de um alto-forno eacute essencial para conferir qualidade ao produto final e otimizar
a produccedilatildeo e entender melhor as reaccedilotildees ocorridas no interior do forno Utilizando de
sensores de temperatura para determinar relaccedilotildees entre os paracircmetros de entrada (carvatildeo
e mineacuterio) temperatura na superfiacutecie do alto-forno e qualidade do accedilo produzido
- 8 -
Figura 4 ndash Exemplos de instrumentos controlados via CLP3
Figura 5 ndash Esquema baacutesico de um controle de processo
3 Controladores Loacutegicos Programaacuteveis
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4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
- 10 -
5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
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1 FORMAS DE CLASSIFICACcedilAtildeO DE INSTRUMENTOS
Inicialmente os instrumentos podem ser classificados conforme a figura abaixo
Figura 1 ndash Classificaccedilatildeo de instrumentos industriais segundo a natureza de operaccedilatildeo
E ainda podem ser classificados da seguinte forma
Segundo sua localizaccedilatildeo Instrumento de painel localizados na sala de
controle Instrumentos de campo localizados na aacuterea das unidades
Segundo suas funccedilotildees Instrumento de mediccedilatildeo da variaacutevel Instrumentos de
controle da variaacutevel segundo informaccedilotildees obtidas pelos instrumentos de
mediccedilatildeo Instrumentos de alarme que alertam o operador sobre condiccedilotildees
anormais das variaacuteveis dentro da margem de seguranccedila que o processo e a
unidade exigem
Segundo suas caracteriacutesticas Instrumentos indicadores nos quais a variaacutevel eacute
indicada por meio de um ponteiro em uma escala Instrumento registradores nos
quias a variaacutevel eacute registrada em uma carta por meio de uma pena Instrumentos
controladores que manteacutem a variaacutevel num valor preacute determinado
Os instrumentos industriais podem desempenhar uma ou mais das funccedilotildees
acima simultaneamente Ou seja eles podem ser indicadores registradores ou
controladores tatildeo somente como tambeacutem indicadores-controladores ou registradores-
controladores
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2 SENSORES DE TEMPERATURA PT-100
Termoresistecircncias de platina ou RTD2 satildeo sensores de temperatura que operam
baseados no princiacutepio da variaccedilatildeo da resistecircncia ocirchmica em funccedilatildeo da temperatura
Suas principais qualidades se destacam por ser muito preciso nas calibraccedilotildees e tambeacutem
porque tem pouca variaccedilatildeo com o passar do tempo devido ao fator de envelhecimento
Estas caracteriacutesticas fazem dos sensores PT-100 a primeira escolha quando a
necessidade eacute a combinaccedilatildeo de precisatildeo com extensa faixa de temperatura porem natildeo eacute
muito adequado para locais aonde existam vibraccedilotildees
Esses sensores aumentam a resistecircncia com o aumento da temperatura Seu
sensor nada mais eacute que uma resistecircncia em forma de fio de platina de alta pureza de
niacutequel ou de cobre encapsulado num bulbo de ceracircmica ou vidro O sensor mais
utilizado no mercado atualmente eacute o de platina devido a sua ampla escala de
temperatura sua alta resistividade que desta maneira permiti uma maior sensibilidade
um alto coeficiente de variaccedilatildeo de resistecircncia com a temperatura Sua principal funccedilatildeo eacute
no desenvolvimento de medidores e controladores de temperatura ou manutenccedilatildeo da
mesma
Para ambientes que existam vibraccedilotildees intensas o mais recomendado eacute o PT-
1000 pois diferente do PT-100 ele suporta mais vibraccedilotildees e tambeacutem eacute mais preciso
sendo diferenciado por essas duas grandes vantagens
Podemos perceber que o princiacutepio fiacutesico de funcionamento do sensor eacute baseado
em uma relaccedilatildeo linear da resistecircncia em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura conforme a
expressatildeo abaixo
Rt = R0(1 + aΔt +bΔt2)
Onde
ldquoRtrdquo eacute a resistecircncia em funccedilatildeo da temperatura
ldquoR0rdquo a resistecircncia inicial
2 Resistance Temperature Detector
- 6 -
ldquoΔTrdquo eacute a variaccedilatildeo da temperatura
ldquoardquo eacute o coeficiente de temperatura do metal usaremos o valor indicado pela
norma DIN 43760 α=000385
ldquobrdquo pode ser considerado nulo para a platina logo a curva resistecircncia versus
temperatura eacute teoricamente linear
Figura 2 ndash Componentes de um sensor PT-100
A seguir alguns tipos de sensores
Figura 3 ndash Exemplos de sensores PT-100
- 7 -
3 UTILIZACcedilAtildeO DO PT-100 NA INDUacuteSTRIA
Hoje o sensor de temperatura PT-100 sem duacutevidas estaacute sendo usado cada dia
mais em diversos setores industriais como induacutestrias alimentiacutecias farmacecircuticas
automobiliacutesticas sideruacutergicas e tambeacutem em equipamentos meacutedicos aparelhos de
laboratoacuterio e sistemas de refrigeraccedilatildeo
Segundo MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
afirmam que na induacutestria alimentiacutecia o controle da relaccedilatildeo entre o tempo e a temperatura eacute essencial para evitar doenccedilas transmitidas por agentes patogecircnicos existentes em alimentos MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
A partir dessa afirmaccedilatildeo podemos perceber que a temperatura eacute um fator muito
importante no setor alimentiacutecio pois alimentos como leite e vegetais devem ser
armazenados em temperaturas proacutexima ao do congelamento natildeo podendo variar pois
poderiam ocorrer variaccedilotildees na qualidade no caso do leite e no caso da verdura poderia
queimar as folhas
Porem somente o PT-100 natildeo seria capaz de solucionar o problema pois o
sensor trabalha em conjunto com demais componentes como pode ser visto na figura 4
e figura 5 Neste caso seria preciso ter um computador responsaacutevel pela aquisiccedilatildeo da
temperatura obtida pelo PT-100 e execuccedilatildeo de um programa de controle de temperatura
podendo ser realizado de forma ON-OFF que liga ou desliga o compressor comparando
a temperatura do sensor com um referencial padratildeo
Segundo MULINA (2011) no setor sideruacutergico o PT-100 funciona no controle
teacutermico que evita a concentraccedilatildeo de mineacuterios fundidos na base do forno de forma a ter
maior homogeneidade da mistura (apud AMORIM 2010) por esse motivo o controle
teacutermico de um alto-forno eacute essencial para conferir qualidade ao produto final e otimizar
a produccedilatildeo e entender melhor as reaccedilotildees ocorridas no interior do forno Utilizando de
sensores de temperatura para determinar relaccedilotildees entre os paracircmetros de entrada (carvatildeo
e mineacuterio) temperatura na superfiacutecie do alto-forno e qualidade do accedilo produzido
- 8 -
Figura 4 ndash Exemplos de instrumentos controlados via CLP3
Figura 5 ndash Esquema baacutesico de um controle de processo
3 Controladores Loacutegicos Programaacuteveis
- 9 -
4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
- 10 -
5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
- 11 -
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
- 5 -
2 SENSORES DE TEMPERATURA PT-100
Termoresistecircncias de platina ou RTD2 satildeo sensores de temperatura que operam
baseados no princiacutepio da variaccedilatildeo da resistecircncia ocirchmica em funccedilatildeo da temperatura
Suas principais qualidades se destacam por ser muito preciso nas calibraccedilotildees e tambeacutem
porque tem pouca variaccedilatildeo com o passar do tempo devido ao fator de envelhecimento
Estas caracteriacutesticas fazem dos sensores PT-100 a primeira escolha quando a
necessidade eacute a combinaccedilatildeo de precisatildeo com extensa faixa de temperatura porem natildeo eacute
muito adequado para locais aonde existam vibraccedilotildees
Esses sensores aumentam a resistecircncia com o aumento da temperatura Seu
sensor nada mais eacute que uma resistecircncia em forma de fio de platina de alta pureza de
niacutequel ou de cobre encapsulado num bulbo de ceracircmica ou vidro O sensor mais
utilizado no mercado atualmente eacute o de platina devido a sua ampla escala de
temperatura sua alta resistividade que desta maneira permiti uma maior sensibilidade
um alto coeficiente de variaccedilatildeo de resistecircncia com a temperatura Sua principal funccedilatildeo eacute
no desenvolvimento de medidores e controladores de temperatura ou manutenccedilatildeo da
mesma
Para ambientes que existam vibraccedilotildees intensas o mais recomendado eacute o PT-
1000 pois diferente do PT-100 ele suporta mais vibraccedilotildees e tambeacutem eacute mais preciso
sendo diferenciado por essas duas grandes vantagens
Podemos perceber que o princiacutepio fiacutesico de funcionamento do sensor eacute baseado
em uma relaccedilatildeo linear da resistecircncia em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura conforme a
expressatildeo abaixo
Rt = R0(1 + aΔt +bΔt2)
Onde
ldquoRtrdquo eacute a resistecircncia em funccedilatildeo da temperatura
ldquoR0rdquo a resistecircncia inicial
2 Resistance Temperature Detector
- 6 -
ldquoΔTrdquo eacute a variaccedilatildeo da temperatura
ldquoardquo eacute o coeficiente de temperatura do metal usaremos o valor indicado pela
norma DIN 43760 α=000385
ldquobrdquo pode ser considerado nulo para a platina logo a curva resistecircncia versus
temperatura eacute teoricamente linear
Figura 2 ndash Componentes de um sensor PT-100
A seguir alguns tipos de sensores
Figura 3 ndash Exemplos de sensores PT-100
- 7 -
3 UTILIZACcedilAtildeO DO PT-100 NA INDUacuteSTRIA
Hoje o sensor de temperatura PT-100 sem duacutevidas estaacute sendo usado cada dia
mais em diversos setores industriais como induacutestrias alimentiacutecias farmacecircuticas
automobiliacutesticas sideruacutergicas e tambeacutem em equipamentos meacutedicos aparelhos de
laboratoacuterio e sistemas de refrigeraccedilatildeo
Segundo MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
afirmam que na induacutestria alimentiacutecia o controle da relaccedilatildeo entre o tempo e a temperatura eacute essencial para evitar doenccedilas transmitidas por agentes patogecircnicos existentes em alimentos MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
A partir dessa afirmaccedilatildeo podemos perceber que a temperatura eacute um fator muito
importante no setor alimentiacutecio pois alimentos como leite e vegetais devem ser
armazenados em temperaturas proacutexima ao do congelamento natildeo podendo variar pois
poderiam ocorrer variaccedilotildees na qualidade no caso do leite e no caso da verdura poderia
queimar as folhas
Porem somente o PT-100 natildeo seria capaz de solucionar o problema pois o
sensor trabalha em conjunto com demais componentes como pode ser visto na figura 4
e figura 5 Neste caso seria preciso ter um computador responsaacutevel pela aquisiccedilatildeo da
temperatura obtida pelo PT-100 e execuccedilatildeo de um programa de controle de temperatura
podendo ser realizado de forma ON-OFF que liga ou desliga o compressor comparando
a temperatura do sensor com um referencial padratildeo
Segundo MULINA (2011) no setor sideruacutergico o PT-100 funciona no controle
teacutermico que evita a concentraccedilatildeo de mineacuterios fundidos na base do forno de forma a ter
maior homogeneidade da mistura (apud AMORIM 2010) por esse motivo o controle
teacutermico de um alto-forno eacute essencial para conferir qualidade ao produto final e otimizar
a produccedilatildeo e entender melhor as reaccedilotildees ocorridas no interior do forno Utilizando de
sensores de temperatura para determinar relaccedilotildees entre os paracircmetros de entrada (carvatildeo
e mineacuterio) temperatura na superfiacutecie do alto-forno e qualidade do accedilo produzido
- 8 -
Figura 4 ndash Exemplos de instrumentos controlados via CLP3
Figura 5 ndash Esquema baacutesico de um controle de processo
3 Controladores Loacutegicos Programaacuteveis
- 9 -
4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
- 10 -
5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
- 11 -
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
- 6 -
ldquoΔTrdquo eacute a variaccedilatildeo da temperatura
ldquoardquo eacute o coeficiente de temperatura do metal usaremos o valor indicado pela
norma DIN 43760 α=000385
ldquobrdquo pode ser considerado nulo para a platina logo a curva resistecircncia versus
temperatura eacute teoricamente linear
Figura 2 ndash Componentes de um sensor PT-100
A seguir alguns tipos de sensores
Figura 3 ndash Exemplos de sensores PT-100
- 7 -
3 UTILIZACcedilAtildeO DO PT-100 NA INDUacuteSTRIA
Hoje o sensor de temperatura PT-100 sem duacutevidas estaacute sendo usado cada dia
mais em diversos setores industriais como induacutestrias alimentiacutecias farmacecircuticas
automobiliacutesticas sideruacutergicas e tambeacutem em equipamentos meacutedicos aparelhos de
laboratoacuterio e sistemas de refrigeraccedilatildeo
Segundo MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
afirmam que na induacutestria alimentiacutecia o controle da relaccedilatildeo entre o tempo e a temperatura eacute essencial para evitar doenccedilas transmitidas por agentes patogecircnicos existentes em alimentos MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
A partir dessa afirmaccedilatildeo podemos perceber que a temperatura eacute um fator muito
importante no setor alimentiacutecio pois alimentos como leite e vegetais devem ser
armazenados em temperaturas proacutexima ao do congelamento natildeo podendo variar pois
poderiam ocorrer variaccedilotildees na qualidade no caso do leite e no caso da verdura poderia
queimar as folhas
Porem somente o PT-100 natildeo seria capaz de solucionar o problema pois o
sensor trabalha em conjunto com demais componentes como pode ser visto na figura 4
e figura 5 Neste caso seria preciso ter um computador responsaacutevel pela aquisiccedilatildeo da
temperatura obtida pelo PT-100 e execuccedilatildeo de um programa de controle de temperatura
podendo ser realizado de forma ON-OFF que liga ou desliga o compressor comparando
a temperatura do sensor com um referencial padratildeo
Segundo MULINA (2011) no setor sideruacutergico o PT-100 funciona no controle
teacutermico que evita a concentraccedilatildeo de mineacuterios fundidos na base do forno de forma a ter
maior homogeneidade da mistura (apud AMORIM 2010) por esse motivo o controle
teacutermico de um alto-forno eacute essencial para conferir qualidade ao produto final e otimizar
a produccedilatildeo e entender melhor as reaccedilotildees ocorridas no interior do forno Utilizando de
sensores de temperatura para determinar relaccedilotildees entre os paracircmetros de entrada (carvatildeo
e mineacuterio) temperatura na superfiacutecie do alto-forno e qualidade do accedilo produzido
- 8 -
Figura 4 ndash Exemplos de instrumentos controlados via CLP3
Figura 5 ndash Esquema baacutesico de um controle de processo
3 Controladores Loacutegicos Programaacuteveis
- 9 -
4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
- 10 -
5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
- 11 -
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
- 7 -
3 UTILIZACcedilAtildeO DO PT-100 NA INDUacuteSTRIA
Hoje o sensor de temperatura PT-100 sem duacutevidas estaacute sendo usado cada dia
mais em diversos setores industriais como induacutestrias alimentiacutecias farmacecircuticas
automobiliacutesticas sideruacutergicas e tambeacutem em equipamentos meacutedicos aparelhos de
laboratoacuterio e sistemas de refrigeraccedilatildeo
Segundo MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
afirmam que na induacutestria alimentiacutecia o controle da relaccedilatildeo entre o tempo e a temperatura eacute essencial para evitar doenccedilas transmitidas por agentes patogecircnicos existentes em alimentos MULINA (2011 apud RUOCOO ALMEIDA e LOPES 2006 p31)
A partir dessa afirmaccedilatildeo podemos perceber que a temperatura eacute um fator muito
importante no setor alimentiacutecio pois alimentos como leite e vegetais devem ser
armazenados em temperaturas proacutexima ao do congelamento natildeo podendo variar pois
poderiam ocorrer variaccedilotildees na qualidade no caso do leite e no caso da verdura poderia
queimar as folhas
Porem somente o PT-100 natildeo seria capaz de solucionar o problema pois o
sensor trabalha em conjunto com demais componentes como pode ser visto na figura 4
e figura 5 Neste caso seria preciso ter um computador responsaacutevel pela aquisiccedilatildeo da
temperatura obtida pelo PT-100 e execuccedilatildeo de um programa de controle de temperatura
podendo ser realizado de forma ON-OFF que liga ou desliga o compressor comparando
a temperatura do sensor com um referencial padratildeo
Segundo MULINA (2011) no setor sideruacutergico o PT-100 funciona no controle
teacutermico que evita a concentraccedilatildeo de mineacuterios fundidos na base do forno de forma a ter
maior homogeneidade da mistura (apud AMORIM 2010) por esse motivo o controle
teacutermico de um alto-forno eacute essencial para conferir qualidade ao produto final e otimizar
a produccedilatildeo e entender melhor as reaccedilotildees ocorridas no interior do forno Utilizando de
sensores de temperatura para determinar relaccedilotildees entre os paracircmetros de entrada (carvatildeo
e mineacuterio) temperatura na superfiacutecie do alto-forno e qualidade do accedilo produzido
- 8 -
Figura 4 ndash Exemplos de instrumentos controlados via CLP3
Figura 5 ndash Esquema baacutesico de um controle de processo
3 Controladores Loacutegicos Programaacuteveis
- 9 -
4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
- 10 -
5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
- 11 -
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
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Figura 4 ndash Exemplos de instrumentos controlados via CLP3
Figura 5 ndash Esquema baacutesico de um controle de processo
3 Controladores Loacutegicos Programaacuteveis
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4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
- 10 -
5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
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4 VANTAGENS X DESVANTAGENS
O sensor PT-100 eacute muito utilizado nas induacutestrias devido a vaacuterios fatores que
fazem dele uns dos melhores meacutetodos para se controlar a temperatura em diversos
ambientes Por ele obter
Saiacuteda linear
Oacutetima estabilidade
Raacutepida resposta
Mais preciso que termopares e demais sensores em alta e baixa temperatura
Repetibilidade
Range de temperatura de -200ordmC a 500degC
Faacutecil reposiccedilatildeo sem necessidade de ajuste ou calibraccedilatildeo
Porem todo equipamento possui alguma desvantagem e com o PT-100 natildeo eacute
diferente vejamos algumas
Custo elevado
Requer uma fonte de corrente
Mais fraacutegil mecanicamente
Deterioram-se com mais facilidade caso ultrapasse a temperatura maacutexima de
utilizaccedilatildeo
- 10 -
5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
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5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS
Esse trabalho teve por finalidade analisar o funcionamento e a aplicabilidade do
sensor de temperatura PT-100 mostrando o quanto eacute importante o controle das
variaacuteveis no ambiente industrial
Percebe-se que a engenharia aplicada agrave automaccedilatildeo vem crescendo muito nos
uacuteltimos anos e neste trabalho foi mostrado alguns exemplos da aplicaccedilatildeo do PT-100
nos diversos setores industriais Sua utilizaccedilatildeo pode ser evoluiacuteda e inovada pois sua
aplicabilidade eacute ampla e pode ser projetado de acordo com a necessidade de utilizaccedilatildeo
Para que se tenha um perfeito funcionamento do sensor satildeo necessaacuterios alguns
cuidados indispensaacuteveis de instalaccedilatildeo bem como armazenagem e transporte conforme
segue abaixo
minus O sensor deve estar completamente imerso no processo para se evitar a perda
de calor por conduccedilatildeo pelos fios e bainha Para tal um comprimento miacutenimo de
imersatildeo e o uso de materiais de proteccedilatildeo com boa condutibilidade teacutermica tambeacutem satildeo
recomendados
minus Devem-se evitar choques mecacircnicos entre o sensor e as peccedilas pois podem vim
a danificar o sensor
minus Zonas de estagnaccedilatildeo ou com baixas velocidades do fluido em contato com o
sensor natildeo devem ser utilizadas pois provoca o retardo e erros agrave mediccedilatildeo
minus Recomenda-se o uso de cabos blindados e torcidos para locais sujeitos a ruiacutedos
internos e tambeacutem com isolaccedilatildeo mineral para locais sujeitos a vibraccedilatildeo
Portanto a instrumentaccedilatildeo industrial desempenha um papel importante na coleta
de dados a cerca do funcionamento dos equipamentos e na transmissatildeo de dados obtidos
sobre a linearidade da produccedilatildeo A instrumentaccedilatildeo industrial ajuda a obter paracircmetros
que indicam onde e quando devem acontecer ajustes O foco deste artigo foi observar a
grandeza da temperatura em ambiente industrial pois os valores medidos para a
formaccedilatildeo de um paracircmetro e comparaccedilatildeo incluem diversas outras grandezas como grau
de viscosidade densidade radiaccedilatildeo frequecircncia fluxo mediccedilatildeo de niacutevel tensatildeo
capacitacircncia resistividade composiccedilatildeo quiacutemica indutacircncia e propriedades quiacutemicas
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
CASSANO D Os limites da Temperatura Revista amp Instrumentaccedilatildeo Satildeo Paulo v 3 n 21 p 18-24 jun 2003 Disponiacutevel em lthttpwwwbanasmetrologiacombrtextosaspcodigo=865ampsecao=revistagt Acesso em 01 de maio de 2014 MULINA B H O Desenvolvimento de um sistema supervisoacuterio para mediccedilatildeo de temperaturas em fornos de produccedilatildeo de carvatildeo 2009 Trabalho de Conclusatildeo de Curso ndash Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientiacutefico e tecnoloacutegico Universidade federal de Uberlacircndia Uberlacircndia 2009 Disponiacutevel em lthttprepositorioufubrbitstream1DesenvolvimentoSistemaEletronicopdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 KRAKHECHE Igor Sensores de temperatura Disponiacutevel em lthttphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp2pdf gt Acesso em 30 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwibporgbrmainaspView=7BDE787694-7C19-4EFE-B988-2A71C15BCFCC7DampTeam=ampparams=itemID=7B9F1DB04A-66A0-43F8-A0A8-3CC6B929A0E77DampUIPartUID=7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2-FAD4803C88987D Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwifufrgsbrmpefmef00420061CesarSENSORES-Termistorhtml Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwpgieufrgsbrportaleadnucleoHPLMMmec017 termoresist htm Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httphermesucsbrccetdemcvjbrusaminsttemp1pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httparquivoscpgeictutfpredubrAno_2005dissertacoes Dissertacao_379_2005pdf Acesso em 28 de abril de 2014 Disponiacutevel em httpwwwthermometricscorpcomrtdsensorshtml Acesso em 28 de abril de 2014
SENAI Apostila de instalaccedilotildees eleacutetricas