The online industrial exhibition

Que sensor de temperatura escolher?

A temperatura constitui, sem dúvida, a grandeza física que é mais frequentemente objeto de medição na indústria, dado tratar-se de um parâmetro indispensável à realização de inúmeros processos. Os sensores de temperatura convertem informação sobre a temperatura em sinais elétricos, que podem ser interpretados por instrumentos de medição, por visores, por automatismos, etc. Das várias tecnologias utilizadas nos sensores de temperatura, destacam-se dois tipos totalmente distintos:

  • os sensores de contacto, que correspondem à maioria dos sensores de temperatura e cujo elemento sensor se encontra no ponto de contato, entre o sensor e o objeto da medição;
  • os sensores sem contacto, que utilizam tecnologia de infravermelhos para medir a temperatura de uma superfície à distância.

Sensores de temperatura: ver produtos

  • Como escolher um sensor de temperatura?

    Para escolher o sensor de temperatura que melhor corresponda às suas necessidades, deverá antes de mais decidir se precisa de um sensor de contacto ou de infravermelhos.

    Os sensores de contacto podem apresentar diferentes formatos: existem sensores específicos para medir a temperatura de superfícies, sondas que medem a temperatura no interior de diversas matérias, etc. Em todos os casos, a qualidade do contacto entre o sensor e o objeto da medição é de primordial importância.

    Os sensores de infravermelhos limitam-se a medir a temperatura da superfície para a qual são dirigidos. Funcionam sem contacto, mas é necessário tomar atenção ao tipo de atmosfera entre o sensor e o alvo, pois esta poderá interferir na medição.

     

    No caso dos sensores de contacto, qual a tecnologia que mais lhe convém? De entre as várias existentes, como os termopares e as termorresistências (RTD), não se pode dizer que uma seja melhor do que outra. Cada uma apresenta vantagens e desvantagens:

    Critério Termopar RTD Termístor
    Precisão * *** *
    Linearidade ** *** *
    Sensibilidade * ** ***
    Custo *** * **

     

    Se for necessário medir variações de temperatura, é igualmente importante ter em conta o tempo de resposta do sensor, que é mais curto nos termopares do que nos RTD.

    A faixa das temperaturas a medir será obviamente um critério de escolha não só do próprio sensor, como também da tecnologia que este utiliza. Na realidade, os termopares e as termorresistências são classificados com base no material do respetivo elemento sensor e possuem faixas de medição diferentes.

  • Quando escolher um sensor de temperatura do tipo termopar?

    Sensor de temperatura do tipo termopar da marca DANFOSS
    Sensor de temperatura do tipo termopar da marca DANFOSS

    O termopar funciona com base no efeito de Seebeck e consiste em dois fios de metais diferentes que são soldados um ao outro numa extremidade, formando a chamada junção de medição, ou junção quente. Ao ligar as duas outras extremidades a um voltímetro, obtendo-se a chamada junção de referência, ou junção fria, mede-se a tensão elétrica quando as temperaturas da junção quente e da junção de referência forem distintas.

    Há diferentes tipos de termopares, consistindo cada um numa combinação específica de dois metais. A cada par de metais corresponde uma faixa de medição diferente:

    Tipo Composição Faixa de temperatura
    T cobre / constantan de -250°C a 400°C
    J ferro / constantan de -180°C a 750°C
    E cromel / constantan de -40°C a 900°C
    K cromel / alumel de -180°C a 1200°C
    S platina-ródio (10%) / platina de 0°C a 1700°C
    R platina-ródio (13%) / platina de 0°C a 1700°C
    B platina-ródio (30%) / platina-ródio (6%) de 0°C a 1800°C
    N nicrosil-nisil de -270°C a 1280°C
    G tungsténio / tungsténio-rénio (26%) de 0°C a 2600°C
    C tungsténio-rénio (5%) / tungsténio-rénio (26%) de 20°C a 2300°C
    D tungsténio-rénio (3%) / tungsténio-rénio (25%) de 0°C a 2600°C

     

    A escolha do tipo de termopar a utilizar depende, em grande medida, da faixa de temperatura em que o dispositivo irá operar, mas também do tipo de atmosfera:

    • E: recomendado para uso contínuo em atmosferas oxidantes ou inertes;
    • J: indicado para medições em atmosferas redutoras, inertes ou no vácuo;
    • K: aconselhado para uso contínuo em atmosferas oxidantes ou inertes;
    • N: pode substituir o termopar de tipo K nas aplicações em que este apresenta problemas de durabilidade;
    • T: pode ser utilizado em atmosferas oxidantes, redutoras, inertes, bem como no vácuo, e é resistente à corrosão em atmosferas húmidas;
    • R e S: ambos recomendados para altas temperaturas, devem ser protegidos com tubos não metálicos e com isolantes em cerâmica, sendo o tipo R utilizado na indústria e o tipo S em laboratórios;
    • B: semelhante aos tipos R e S, mas capaz de medir temperaturas mais elevadas.

     

    Vantagens:

    • resistência e estabilidade a altas temperaturas
    • grande número de diâmetros e de dimensões disponíveis
    • medição da temperatura na junção quente
    • tempo de resposta muito curto
    • baixo custo

    Desvantagens:

    • menor precisão do que outros tipos de tecnologia
    • custos associados aos cabos de ligação, compensação por junta fria necessária
    • sinal elétrico muito baixo

    Pontos mais importantes:

    • ampla faixa de temperatura
    • tempo de resposta curto
    • termopar tipo K
    • termopar tipo T
  • Quando escolher um sensor de temperatura do tipo termorresistência?

    Sensor de temperatura do tipo termorresistência da marca KROHNE
    Sensor de temperatura do tipo termorresistência da marca KROHNE

    termorresistência, frequentemente designada RTD, é um sensor de contacto. O seu funcionamento baseia-se no princípio da variação da resistência de um metal (platina, cobre, níquel ou tungsténio) em função da temperatura a que é exposto. São vários os metais utilizados neste tipo de sensores e cada um deles vai permitir operar com uma faixa de medição diferente:

    • Platina: de -200°C a 600°C
    • Cobre: de -190°C a 150°C
    • Níquel: de -60°C a 180°C
    • Tungsténio: de -100°C a 1400°C

    O metal mais utilizado nos sensores de temperatura de resistência é a platina, devido à faixa de medição que oferece. Fala-se então de termorresistência de platina. Os sensores deste tipo mais conhecidos são os Pt100 (que apresentam uma resistência de 100 Ohm a 0ºC) e os Pt1000 (com uma resistência de 1000 Ohm a 0ºC). O Pt1000 oferece maior precisão e maior tolerância à utilização de cabos mais compridos do que o Pt100.

    Em comparação com os termopares, os sensores resistivos oferecem maior precisão e uma resposta mais linear. São, também, mais estáveis em termos de medição e funcionam com uma ampla faixa de temperaturas. No entanto, têm um tempo de resposta mais longo e menor sensibilidade.

    Pontos mais importantes:

    • precisão
    • tempo de resposta longo
    • baixa sensibilidade
    • ampla faixa de medição
    • Pt100
    • Pt1000
  • Quando escolher um sensor de temperatura com termístor?

    Sensor de temperatura com termístor da marca OMEGA
    Sensor de temperatura com termístor da marca OMEGA

    Os termístores são um outro tipo de sensores resistivos, que se baseiam no princípio da variação da resistência de óxidos metálicos em função da temperatura. Existem dois tipos de termístores: os termístores NTC (Negative Temperature Coefficient), cujo coeficiente de variação de resistência com a temperatura é negativo, sendo essa variação relativamente regular, e os termístores PTC (Positive Temperature Coefficient), cujo coeficiente de variação de resistência com a temperatura é positivo, ocorrendo a variação de forma súbita numa faixa de temperatura restrita.

    Os termístores têm um tempo de resposta curto e não são caros, mas são bastante frágeis e possuem uma faixa de medição muito mais limitada do que outras tecnologias utilizadas em sensores.

    Pontos mais importantes:

    • alta sensibilidade
    • boa precisão
    • baixo custo
    • faixa de temperatura limitada
    • NTC
    • PTC
  • Quando escolher um sensor de temperatura de infravermelhos?

    Sensor de temperatura de infravermelhos da marca OPTRIS
    Sensor de temperatura de infravermelhos da marca OPTRIS

    O sensor de temperatura de infravermelhos mede a radiação de uma superfície na faixa da radiação infravermelha para assim obter o valor da temperatura da superfície. A principal vantagem deste tipo de sensor é que ele funciona remotamente, isto é, sem qualquer contacto físico com a superfície a medir.

    Contrariamente aos sensores de contacto, os sensores de infravermelhos não precisam de estar em equilíbrio térmico, ou seja, à mesma temperatura do corpo ou do meio que se pretende medir, o que os torna mais rápidos em termos de resposta. Esses sensores podem, assim, efetuar medições em objetos em movimento, por exemplo numa linha de produção, em objetos de difícil acesso que se encontrem dentro de um forno, etc.

    Por outro lado, eles apenas conseguem medir a temperatura da superfície do objeto e essa medição pode ser afetada pelo estado da referida superfície (pó, ferrugem, etc.), pela presença de impurezas na lente do sensor (pó) e pelas condições ambientais existentes no percurso óptico entre o sensor e o objeto da medição (pó, humidade, gases de combustão, etc.).

    Pontos mais importantes:

    • sem contacto
    • à distância
    • medição de superfícies
    • tempo de resposta muito curto
    • objetos em movimento
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...
Guias relacionados
Nenhum comentário

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *