O documento descreve diferentes métodos para medição de temperatura, incluindo termômetros mecânicos, elétricos e por radiação. Termômetros elétricos como termopares, termoresistências e termistores são descritos em maior detalhe, com suas vantagens e limitações para diferentes faixas de temperatura e ambientes. Diferentes tipos de termopares são discutidos, incluindo suas composições metálicas e faixas de operação.
O documento discute diferentes métodos e dispositivos para medição de temperatura, incluindo termômetros de efeito mecânico como termômetros de líquido em vidro e bimetálicos, e termômetros de efeito elétrico como termo-resistências metálicas, termistores e termopares. O documento explica em detalhe o funcionamento e aplicações dos diferentes tipos de termômetros.
Calibração de sensores de temperatura nbrCarlos Melo
Este documento descreve o processo de calibração de indicadores de temperatura com sensores. Ele especifica os requisitos para os meios térmicos e instrumentos-padrão usados na calibração e o método de calibração, que envolve a preparação dos sensores, aquisição dos dados do instrumento-padrão e do instrumento em calibração em vários pontos de temperatura.
Este documento apresenta diferentes tipos de sensores de temperatura, incluindo termômetros de expansão, termopares, termorresistência PT100, par bimetálico, sensores eletrônicos como diodos e LM35, e pirômetro. Os sensores de temperatura descritos possuem aplicações em diversas áreas industriais e de pesquisa.
O documento discute os principais instrumentos utilizados para medição de temperatura, incluindo termômetros de vidro, bimetálicos e de bulbo de pressão, termopares e suas características, e como compensar a junção fria nos termopares.
1. O documento discute diferentes métodos para medição de temperatura, incluindo termopares, RTDs e pirômetros.
2. São descritos vários tipos de termopares com suas aplicações, como os tipos K, J, T e N.
3. Também são explicados métodos para medição de vazão em canais abertos e fechados, como o uso de placas de orifício.
O documento discute a medição da temperatura usando diferentes métodos e dispositivos, incluindo termômetros de dilatação de líquido e gás, termopares e correções necessárias para compensar a temperatura ambiente. Ele também descreve normas para tabelas de referência de termopares e codificação de cabos.
1. O documento descreve a calibração de termopares tipo K e J realizada por estudantes de engenharia química.
2. É apresentada a fundamentação teórica sobre efeitos e leis termoelétricas que permitem o uso de termopares como sensores de temperatura.
3. São descritos os procedimentos experimentais e os objetivos da calibração dos termopares.
O documento descreve diferentes tipos de medidores de temperatura, incluindo termômetros de vidro, bimetálicos, termopares e PT-100. Explica que termômetros de vidro medem a temperatura através da expansão de líquidos no bulbo, enquanto termômetros bimetálicos usam a expansão térmica de metais diferentes. Termopares geram uma força eletromotriz com base na temperatura da junção e PT-100 medem resistência elétrica variável com temperatura.
O documento discute diferentes métodos e dispositivos para medição de temperatura, incluindo termômetros de efeito mecânico como termômetros de líquido em vidro e bimetálicos, e termômetros de efeito elétrico como termo-resistências metálicas, termistores e termopares. O documento explica em detalhe o funcionamento e aplicações dos diferentes tipos de termômetros.
Calibração de sensores de temperatura nbrCarlos Melo
Este documento descreve o processo de calibração de indicadores de temperatura com sensores. Ele especifica os requisitos para os meios térmicos e instrumentos-padrão usados na calibração e o método de calibração, que envolve a preparação dos sensores, aquisição dos dados do instrumento-padrão e do instrumento em calibração em vários pontos de temperatura.
Este documento apresenta diferentes tipos de sensores de temperatura, incluindo termômetros de expansão, termopares, termorresistência PT100, par bimetálico, sensores eletrônicos como diodos e LM35, e pirômetro. Os sensores de temperatura descritos possuem aplicações em diversas áreas industriais e de pesquisa.
O documento discute os principais instrumentos utilizados para medição de temperatura, incluindo termômetros de vidro, bimetálicos e de bulbo de pressão, termopares e suas características, e como compensar a junção fria nos termopares.
1. O documento discute diferentes métodos para medição de temperatura, incluindo termopares, RTDs e pirômetros.
2. São descritos vários tipos de termopares com suas aplicações, como os tipos K, J, T e N.
3. Também são explicados métodos para medição de vazão em canais abertos e fechados, como o uso de placas de orifício.
O documento discute a medição da temperatura usando diferentes métodos e dispositivos, incluindo termômetros de dilatação de líquido e gás, termopares e correções necessárias para compensar a temperatura ambiente. Ele também descreve normas para tabelas de referência de termopares e codificação de cabos.
1. O documento descreve a calibração de termopares tipo K e J realizada por estudantes de engenharia química.
2. É apresentada a fundamentação teórica sobre efeitos e leis termoelétricas que permitem o uso de termopares como sensores de temperatura.
3. São descritos os procedimentos experimentais e os objetivos da calibração dos termopares.
O documento descreve diferentes tipos de medidores de temperatura, incluindo termômetros de vidro, bimetálicos, termopares e PT-100. Explica que termômetros de vidro medem a temperatura através da expansão de líquidos no bulbo, enquanto termômetros bimetálicos usam a expansão térmica de metais diferentes. Termopares geram uma força eletromotriz com base na temperatura da junção e PT-100 medem resistência elétrica variável com temperatura.
Mecânica dos fluidos instrumentação e medidas55267123
Este documento descreve diferentes instrumentos e métodos para medição de variáveis como temperatura, pressão e vazão em processos industriais. Ele discute fundamentos e aplicações práticas de termômetros, manômetros, medidores de vazão e viscosímetros, com detalhes sobre como termômetros de vidro, bimetálicos, de resistência e termopares medem temperatura. Também aborda medição de pressão e vazão com transdutores, rotâmetros e fluxímetros.
O documento discute a medição de temperatura, definindo-a como a propriedade da matéria que reflete a média de energia cinética de um corpo. Apresenta as principais escalas de temperatura, como Celsius, Fahrenheit e Kelvin, e descreve a Escala Internacional de Temperatura adotada em 1968 com pontos fixos de referência para medição.
O documento discute diferentes tipos de termômetros e suas utilidades, incluindo termômetros clínicos, bimetálicos, de radiação, meteorológicos e infravermelhos. Também explica as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin e como converter entre elas.
O documento descreve diferentes tipos de controladores de temperatura, incluindo termômetros de resistência, que medem temperatura baseados na variação da resistência com a temperatura, e termômetros de radiação, que medem a intensidade da radiação térmica emitida por um objeto quente.
O documento discute diferentes tipos de sensores de temperatura, incluindo termistores, termoresistências e pirômetros. Aborda conceitos como PTC, NTC, termoresistência de platina e diferentes tipos de montagem para sensores térmicos.
1) Os dissipadores de calor são usados para manter a temperatura de dispositivos semicondutores abaixo do limite máximo, removendo o calor gerado. 2) Existem três tipos principais de dissipadores: resfriados por convecção natural, ventilação forçada e líquidos. 3) Fatores como o material, design das aletas e posicionamento afetam a resistência térmica e eficiência do dissipador.
1) O documento descreve os principais conceitos e instrumentos de medição utilizados em sistemas de instrumentação industrial, incluindo variáveis de processo, elementos de controle, transmissores e indicadores.
2) São definidos termos como variável manipulada, malha de controle, precisão, escalas de temperatura e pressão.
3) São descritos diversos instrumentos como termômetros, manômetros, medidores de nível e seus princípios de funcionamento.
Sensor de temperatura mede a temperatura alterando suas características físicas em resposta ao calor do ambiente. Termistores são resistores semicondutores cuja resistência varia exponencialmente com a temperatura. Os sensores de temperatura do motor convertem a variação de resistência em variação de tensão por meio de um divisor de tensão para comunicar a temperatura do líquido de arrefecimento para a ECU.
O documento descreve diferentes tipos de termômetros e fornece orçamentos para dois termômetros industriais: um termômetro para estufas bacteriológicas e outro termômetro infravermelho com mira laser. O objetivo é comparar os dois termômetros que utilizam princípios diferentes de medição de temperatura.
1) O documento discute os conceitos fundamentais da transferência de calor, incluindo os três modos de transferência de calor: condução, convecção e radiação.
2) A condução é definida como a transferência de energia através de um meio sólido ou estacionário por diferenças de temperatura. A equação de Fourier descreve a taxa de transferência de calor por condução.
3) Exemplos ilustram cálculos de taxas de transferência de calor em placas planas simples e compostas e em cilindros ocos
O documento descreve a história e desenvolvimento do ar condicionado, incluindo os principais marcos como a invenção do primeiro equipamento de ar condicionado em 1897 e o controle efetivo da temperatura e umidade por Willis Carrier em 1902. Também aborda conceitos como conforto térmico, cálculo de carga térmica, e fontes de contaminação do ar interior.
Este documento descreve a construção de um calorímetro caseiro de baixo custo feito de isopor e latas de alumínio para substituir calorímetros comerciais mais caros utilizados em laboratórios de ensino. O calorímetro proposto teve sua capacidade térmica e isolamento térmico comparados com um calorímetro comercial, mostrando resultados semelhantes ou melhores a um custo menor.
O capítulo apresenta uma metodologia para projetar trocadores de calor do tipo duplo tubo, descrevendo suas partes, geometria e cálculo da perda de carga. Correlações são fornecidas para calcular os coeficientes de transferência de calor nos tubos internos e anéis, assim como a queda de pressão. Um roteiro de cálculo para projetar trocadores do tipo duplo tubo é apresentado.
O documento discute medidas de controle de calor no ambiente de trabalho e seus efeitos na saúde dos trabalhadores. Ele descreve formas de controlar fontes de calor, como ventilação e barreiras, e métodos para medir fatores térmicos como temperatura, umidade e calor radiante. Finalmente, aborda índices usados para avaliar sobrecarga térmica e seus limites de acordo com a legislação brasileira.
O documento discute os fundamentos do ar condicionado, incluindo definições de termos como ar seco, úmido e normal. Também aborda tópicos como a composição do ar, termoregulação humana, balanço de energia, condições de conforto e aplicações do ar condicionado para conforto e processos industriais.
Ntc 900300 2013 - instalações para combate a incêndioMarcelo Godoy
Este documento fornece diretrizes sobre instalações elétricas para combate a incêndio, cobrindo considerações gerais, instalações em baixa e alta tensão, edifícios de uso coletivo e alternativas de barramento.
O documento discute a transferência de calor em caldeiras e fornos, mencionando que envolve troca de calor por radiação, convecção e condução térmica. Explica que a troca de calor na fornalha, onde ocorre a combustão, é basicamente por radiação térmica. Também apresenta modelos para cálculo da troca de calor por radiação na fornalha, considerando-a como um reator perfeitamente misturado.
O documento discute os mecanismos de troca térmica entre o corpo humano e o ambiente, como condução, convecção, radiação e evaporação. Também aborda a equação do equilíbrio térmico, fatores ambientais e da atividade que influenciam a exposição ao calor, além dos limites de tolerância estabelecidos pela legislação brasileira.
O documento discute vários tipos de termômetros e métodos de medição de temperatura, incluindo termômetros de dilatação, termopares, termômetros de resistência e pirometria. É explicado o princípio de operação de cada método e seus principais tipos, aplicações, vantagens e desvantagens.
Transmissor de temperatura 4 a 20 mili amperes 0 a 10 volts, ajustávelZeca Leite
O documento descreve um circuito transmissor de temperatura composto por 5 partes principais. O circuito converte valores de temperatura de 0°C a 100°C em sinais de corrente de 4 a 20 mA e tensão de 0 a 10V. O circuito usa componentes baratos e minimiza ganhos para adequar as características de um sensor PT100 à saída desejada.
Aula 01 esquema básico do sistema elétricoDelirose Ramos
O documento descreve os principais componentes do sistema elétrico brasileiro, incluindo a geração hidrelétrica e térmica de energia, transmissão através do Sistema Interligado Nacional, distribuição para consumidores através de subestações.
Mecânica dos fluidos instrumentação e medidas55267123
Este documento descreve diferentes instrumentos e métodos para medição de variáveis como temperatura, pressão e vazão em processos industriais. Ele discute fundamentos e aplicações práticas de termômetros, manômetros, medidores de vazão e viscosímetros, com detalhes sobre como termômetros de vidro, bimetálicos, de resistência e termopares medem temperatura. Também aborda medição de pressão e vazão com transdutores, rotâmetros e fluxímetros.
O documento discute a medição de temperatura, definindo-a como a propriedade da matéria que reflete a média de energia cinética de um corpo. Apresenta as principais escalas de temperatura, como Celsius, Fahrenheit e Kelvin, e descreve a Escala Internacional de Temperatura adotada em 1968 com pontos fixos de referência para medição.
O documento discute diferentes tipos de termômetros e suas utilidades, incluindo termômetros clínicos, bimetálicos, de radiação, meteorológicos e infravermelhos. Também explica as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin e como converter entre elas.
O documento descreve diferentes tipos de controladores de temperatura, incluindo termômetros de resistência, que medem temperatura baseados na variação da resistência com a temperatura, e termômetros de radiação, que medem a intensidade da radiação térmica emitida por um objeto quente.
O documento discute diferentes tipos de sensores de temperatura, incluindo termistores, termoresistências e pirômetros. Aborda conceitos como PTC, NTC, termoresistência de platina e diferentes tipos de montagem para sensores térmicos.
1) Os dissipadores de calor são usados para manter a temperatura de dispositivos semicondutores abaixo do limite máximo, removendo o calor gerado. 2) Existem três tipos principais de dissipadores: resfriados por convecção natural, ventilação forçada e líquidos. 3) Fatores como o material, design das aletas e posicionamento afetam a resistência térmica e eficiência do dissipador.
1) O documento descreve os principais conceitos e instrumentos de medição utilizados em sistemas de instrumentação industrial, incluindo variáveis de processo, elementos de controle, transmissores e indicadores.
2) São definidos termos como variável manipulada, malha de controle, precisão, escalas de temperatura e pressão.
3) São descritos diversos instrumentos como termômetros, manômetros, medidores de nível e seus princípios de funcionamento.
Sensor de temperatura mede a temperatura alterando suas características físicas em resposta ao calor do ambiente. Termistores são resistores semicondutores cuja resistência varia exponencialmente com a temperatura. Os sensores de temperatura do motor convertem a variação de resistência em variação de tensão por meio de um divisor de tensão para comunicar a temperatura do líquido de arrefecimento para a ECU.
O documento descreve diferentes tipos de termômetros e fornece orçamentos para dois termômetros industriais: um termômetro para estufas bacteriológicas e outro termômetro infravermelho com mira laser. O objetivo é comparar os dois termômetros que utilizam princípios diferentes de medição de temperatura.
1) O documento discute os conceitos fundamentais da transferência de calor, incluindo os três modos de transferência de calor: condução, convecção e radiação.
2) A condução é definida como a transferência de energia através de um meio sólido ou estacionário por diferenças de temperatura. A equação de Fourier descreve a taxa de transferência de calor por condução.
3) Exemplos ilustram cálculos de taxas de transferência de calor em placas planas simples e compostas e em cilindros ocos
O documento descreve a história e desenvolvimento do ar condicionado, incluindo os principais marcos como a invenção do primeiro equipamento de ar condicionado em 1897 e o controle efetivo da temperatura e umidade por Willis Carrier em 1902. Também aborda conceitos como conforto térmico, cálculo de carga térmica, e fontes de contaminação do ar interior.
Este documento descreve a construção de um calorímetro caseiro de baixo custo feito de isopor e latas de alumínio para substituir calorímetros comerciais mais caros utilizados em laboratórios de ensino. O calorímetro proposto teve sua capacidade térmica e isolamento térmico comparados com um calorímetro comercial, mostrando resultados semelhantes ou melhores a um custo menor.
O capítulo apresenta uma metodologia para projetar trocadores de calor do tipo duplo tubo, descrevendo suas partes, geometria e cálculo da perda de carga. Correlações são fornecidas para calcular os coeficientes de transferência de calor nos tubos internos e anéis, assim como a queda de pressão. Um roteiro de cálculo para projetar trocadores do tipo duplo tubo é apresentado.
O documento discute medidas de controle de calor no ambiente de trabalho e seus efeitos na saúde dos trabalhadores. Ele descreve formas de controlar fontes de calor, como ventilação e barreiras, e métodos para medir fatores térmicos como temperatura, umidade e calor radiante. Finalmente, aborda índices usados para avaliar sobrecarga térmica e seus limites de acordo com a legislação brasileira.
O documento discute os fundamentos do ar condicionado, incluindo definições de termos como ar seco, úmido e normal. Também aborda tópicos como a composição do ar, termoregulação humana, balanço de energia, condições de conforto e aplicações do ar condicionado para conforto e processos industriais.
Ntc 900300 2013 - instalações para combate a incêndioMarcelo Godoy
Este documento fornece diretrizes sobre instalações elétricas para combate a incêndio, cobrindo considerações gerais, instalações em baixa e alta tensão, edifícios de uso coletivo e alternativas de barramento.
O documento discute a transferência de calor em caldeiras e fornos, mencionando que envolve troca de calor por radiação, convecção e condução térmica. Explica que a troca de calor na fornalha, onde ocorre a combustão, é basicamente por radiação térmica. Também apresenta modelos para cálculo da troca de calor por radiação na fornalha, considerando-a como um reator perfeitamente misturado.
O documento discute os mecanismos de troca térmica entre o corpo humano e o ambiente, como condução, convecção, radiação e evaporação. Também aborda a equação do equilíbrio térmico, fatores ambientais e da atividade que influenciam a exposição ao calor, além dos limites de tolerância estabelecidos pela legislação brasileira.
O documento discute vários tipos de termômetros e métodos de medição de temperatura, incluindo termômetros de dilatação, termopares, termômetros de resistência e pirometria. É explicado o princípio de operação de cada método e seus principais tipos, aplicações, vantagens e desvantagens.
Transmissor de temperatura 4 a 20 mili amperes 0 a 10 volts, ajustávelZeca Leite
O documento descreve um circuito transmissor de temperatura composto por 5 partes principais. O circuito converte valores de temperatura de 0°C a 100°C em sinais de corrente de 4 a 20 mA e tensão de 0 a 10V. O circuito usa componentes baratos e minimiza ganhos para adequar as características de um sensor PT100 à saída desejada.
Aula 01 esquema básico do sistema elétricoDelirose Ramos
O documento descreve os principais componentes do sistema elétrico brasileiro, incluindo a geração hidrelétrica e térmica de energia, transmissão através do Sistema Interligado Nacional, distribuição para consumidores através de subestações.
Este documento fornece um resumo básico sobre eletricidade, abordando tópicos como: (1) átomo e carga elétrica; (2) corrente elétrica e resistência; e (3) eletromagnetismo. Explica conceitos-chave como elétrons, prótons, nêutrons, carga elétrica, campo elétrico, corrente elétrica, resistência e eletromagnetismo.
O documento discute a norma técnica brasileira NBR-5444 sobre desenhos elétricos de instalações. Ele apresenta os principais símbolos usados nos desenhos elétricos e especifica os formatos de folha e margens padrão para esses desenhos, incluindo dobras para folhas nos formatos A1 e A3.
O documento discute os conceitos fundamentais da termometria, incluindo: (1) temperatura é associada à agitação molecular; (2) equilíbrio térmico ocorre quando corpos têm mesma temperatura; (3) zero absoluto é o limite inferior de temperatura onde a agitação cessa.
O documento discute termometria, definindo-a como o estudo da temperatura e formas de medi-la. Aborda os três estados físicos da matéria (sólido, líquido e gasoso), e como a temperatura está relacionada ao grau de agitação molecular em cada estado. Também explica como termômetros medem a temperatura indiretamente através de propriedades físicas que variam com ela, e como são graduados usando os pontos fixos da água (fusão e ebulição).
Este documento presenta las unidades eléctricas básicas como el culombio, voltio, ohmio, siemens, faradio, tesla, weber y henrio. También describe varios instrumentos de medición eléctrica como el galvanómetro, amperímetro, polímetro, ohmímetro, analizador de espectro y voltímetro. Finalmente, explica los pasos para realizar mediciones básicas de voltaje y corriente con un multímetro.
O documento discute vários instrumentos e métodos para medição de nível em reservatórios. Ele descreve conceitos fundamentais de medição de nível, como medição direta usando réguas, visores e bóias, e medição indireta usando pressão hidrostática, diferença de pressão, borbulhadores, empuxo, raios gama, capacitância e ondas ecossônicas. O documento fornece detalhes técnicos sobre como cada método funciona.
O documento discute a proteção elétrica de conversores, mencionando os principais tipos de perturbações como curtos-circuitos e variações de tensão. Também aborda os fatores que influenciam os conversores como sobretensões temporárias e de manobra, além de descargas atmosféricas. Por fim, descreve equipamentos de proteção como relés, pára-raios, dissipadores de calor e varistores.
Revisão de termômetros e escalas termométricasCleiton Rosa
O documento discute conceitos de termometria e escalas termométricas, incluindo: 1) o zero absoluto é a temperatura mais baixa teoricamente possível; 2) a temperatura média do corpo humano é de aproximadamente 36,7°C ou 98,06°F; 3) questões sobre conversões entre escalas Celsius, Kelvin e outras escalas arbitrárias.
Este documento resume los sistemas de medición de electricidad, incluyendo las unidades de medición como el ohmio, el voltio y el amperio, así como los instrumentos de medición eléctricos como el galvanómetro, el amperímetro, el voltímetro y el osciloscopio. Explica que la electricidad es un fenómeno natural originado por las cargas eléctricas y cuya energía se utiliza en máquinas.
O documento discute os principais conceitos de eletricidade, incluindo:
1) Cargas elétricas existem em átomos na forma de prótons e elétrons e podem ser positivas ou negativas;
2) O campo elétrico é a região do espaço onde uma carga sente força elétrica;
3) O potencial elétrico é a energia potencial elétrica por unidade de carga em um ponto;
4) A corrente elétrica é o fluxo ordenado de cargas através de um condutor.
O documento discute escalas e cotas em desenho técnico. Explica que escalas são formas de representar proporcionalmente as medidas de um objeto e fornece exemplos de escalas comuns. Também aborda como ler medidas em desenhos usando escalas e como usar cotas para determinar medidas.
Este documento fornece instruções de segurança para o manuseio de equipamentos elétricos, incluindo sempre solicitar ajuda do professor, manter a área de trabalho limpa e seca, e não tocar em fios ou equipamentos enquanto ligados. Também resume os principais conceitos elétricos como condutores, diferença de potencial, intensidade da corrente, resistência e a Lei de Ohm.
Projetos elétricos residenciais - Palestra 1 de 4Sala da Elétrica
O documento discute a importância de projetos elétricos residenciais, incluindo garantir a segurança e o cumprimento de normas. Ele também explica os primeiros passos para iniciar um projeto, como medir a área e perímetro dos cômodos para calcular a potência necessária e definir a demanda instalada.
101856639 apresentacao-sistema-eletrico-pc-2000paulo cesar
O documento descreve o sistema elétrico de um veículo, incluindo sua central elétrica e-rack, unidade lógica e pinagens. A unidade lógica gerencia diversos componentes do veículo através de sensores e atuadores, e se comunica com o painel de instrumentos via rede CAN. O e-rack é a central de conectores do sistema elétrico.
O documento discute os três meios de transferência de calor: condução, ocorre quando moléculas de um corpo mais quente colidem com moléculas de um corpo mais frio em contato; convecção, envolve o movimento de partes de fluidos aquecidas; e irradiação, ocorre através de ondas eletromagnéticas e não requer um meio material. Exemplos cotidianos de cada meio são fornecidos, assim como um exercício para ilustrar cada um. Recipientes isolados são discutidos no final.
Este documento apresenta uma introdução sobre transferência de calor por condução. Aborda os conceitos básicos de transferência de calor, os modos de transferência de calor (condução, convecção e radiação), as equações que descrevem a taxa de transferência de calor e a relevância do tema.
O documento discute a variável de processo temperatura e diferentes tipos de medidores de temperatura. Resume os principais tipos de medidores como termômetros bimetálicos, termopares, termoresistências e RTDs, explicando seus princípios de funcionamento e vantagens/desvantagens. O documento também discute escalas de temperatura como Celsius e Fahrenheit e conversões entre elas.
O documento discute diversos tipos de sensores, incluindo sensores potenciométricos, ultrassônicos, de temperatura (termopares e termistores), strain gage e instrui a pesquisa de outros sensores como magnéticos, de pressão e luminosidade.
1. Os termopares são sensores de temperatura constituídos por dois condutores metálicos distintos soldados em uma extremidade. Quando submetidos a temperaturas diferentes, geram uma força eletromotriz proporcional à diferença de temperatura entre as extremidades. 2. Existem diferentes tipos de termopares classificados de acordo com as ligas metálicas utilizadas, incluindo termopares básicos de baixo custo e nobres com maior precisão. 3. Cada tipo tem características e faixas de temperatura ideais, e a
O documento discute conceitos fundamentais de temperatura e termometria. Aborda os principais tipos de termômetros como os de dilatação de líquido, gás e sólido, bimetálicos e termoelétricos. Explora também os efeitos termoelétricos e as leis da termoeletricidade, além de diferentes escalas de temperatura e suas aplicações.
Este documento discute conceitos básicos de sensores de temperatura, incluindo termistores, termoresistências e pirômetros. Termistores podem ser do tipo PTC, com resistência aumentando com temperatura, ou NTC, com resistência diminuindo. Termoresistências de platina como PT-100 são sensores precisos e estáveis. Pirômetros medem temperatura sem contato usando detecção de radiação infravermelha.
Um termopar mede temperaturas quando dois metais diferentes em contato geram uma força eletromotriz proporcional à temperatura. É fabricado soldando dois fios metálicos de naturezas distintas em uma extremidade e ligando a outra extremidade a um instrumento de medição. Termopares são amplamente usados para medir temperaturas em fornos, caldeiras e aquecedores devido à sua capacidade de medir altas temperaturas e resposta rápida.
1. A termodinâmica surgiu no século XVIII com o desenvolvimento das primeiras máquinas a vapor na Inglaterra, mas seus princípios existem desde a criação do universo.
2. As primeiras e segunda leis da termodinâmica foram formuladas em 1850 por William Rankine, Rudolph Clausius e Lord Kelvin, marcando o início desta ciência.
3. A termodinâmica estuda as transformações da energia e suas relações com as propriedades da matéria, sendo aplicada em diversas áreas
Este documento descreve a construção de um termômetro digital simples e de baixo custo para fins didáticos, utilizando um sensor de temperatura LM35, um multímetro digital e um resistor. O objetivo é transmitir conhecimentos sobre termodinâmica e eletricidade durante o processo de montagem do aparelho e realização de medições de temperatura.
Dimensionando o transformador para uso com fio ou fita de níquel-cromo usando...EVEC Engenharia e Comercio
Tutorial que ensina passo a passo como dimensionar as especificações para o dimensionamento dos parâmetros elétricos necessários para a aquisição do transformador (tensão, corrente e potência), incluindo também o dimmer para aplicações que necessitem o fio de Níquel-cromo ou nicromo (NiCr) como resistores de fio como elemento de aquecimento elétrico, muito utilizado em:
Máquinas seladoras
Máquinas cortadoras de isopor
Máquinas dobradoras de acrílico
Pirógrafos
Estufas de secagem
Chocadeiras de ovos
Aquecedores elétricos
Fogareiros elétricos
Resistores de derivação para instrumentos de medição (shunt)
Resistores de fio de média e alta potência
Chuveiros
Ferro de soldar
Ferro de passar a seco
Marmiteiros
ATENÇÃO: A tabela de fios para poder visualizar os dados deste vídeo está disponível em: https://evec.tec.br/tabela-fio-niquel-cromo/
no site da EVEC Engenharia e Comércio (antiga Edufer Transformadores).
Visite a nossa página: www.evec.tec.br
Este documento discute termopares, sensores de temperatura que utilizam o efeito termoelétrico. Apresenta os principais tipos de termopares, como são fabricados, suas características e como funciona a compensação da junção fria para medições precisas.
O documento fornece orientações sobre como selecionar acelerômetros ATEX para instalação em áreas classificadas como perigosas. Ele discute a importância da classificação da área, dos grupos de gases e classes de temperatura para garantir a segurança, além de características como sensibilidade, isolamento e instalação elétrica usando barreiras Zener. O documento enfatiza a necessidade de consultar o responsável de segurança da instalação para qualquer decisão sobre equipamentos em áreas classificadas.
O documento discute a aplicação da termografia em vários setores industriais, descrevendo como a detecção de pontos quentes ou frios em equipamentos pode identificar problemas e evitar paradas não programadas. A termografia pode ser usada para inspecionar sistemas elétricos, mecânicos e de produção, melhorando a confiabilidade dos equipamentos e a eficiência dos processos produtivos.
O documento discute diferentes métodos para medir temperatura, incluindo termômetros de dilatação de líquido, gás e sólido. Termômetros de mercúrio e álcool são comumente usados para medir temperatura por sua dilatação linear com a temperatura. Termômetros de Bourdon usam a expansão de um líquido ou gás para mover uma haste e medir a temperatura. Pares bimetálicos, feitos de metais com diferentes coeficientes de dilatação, giram em resposta a mudanças de temperatura.
Manutenção elétrica preditiva por análise termográfica para condutores em par...Luiz Guilherme Riva Tonini
Este relatório descreve um projeto de pesquisa que desenvolveu modelos matemáticos e realizou experimentos para avaliar o comportamento térmico de equipamentos elétricos operando sob falha, especificamente analisando como maus contatos podem levar a diagnósticos equivocados por termografia. Os modelos desenvolvidos relacionam a distribuição de corrente, dissipação de energia e temperaturas em cabos elétricos paralelos, um dos quais possui mau contato. Experimentos controlados validaram que maus contatos nem sempre causam
O documento discute os conceitos de instrumentação em sistemas de controle, incluindo sensores, transmissores, elementos finais de controle e sistemas de transmissão. É explicado como os sensores medem variáveis físicas e convertem em sinais, e como os transmissores padronizam esses sinais para transmissão e controle.
O documento descreve o que é resistência elétrica, explicando que é a oposição que um material oferece à passagem da corrente elétrica. Detalha os fatores que determinam a resistência de um material, como sua composição, comprimento, área e temperatura. Também aborda o que são resistores e seus tipos.
O documento descreve o ensaio de fluência, que mede a deformação plástica de um material sob carga constante a altas temperaturas. O ensaio fornece dados sobre a vida útil do material em condições semelhantes às de serviço real e é usado para projetar componentes resistentes à fluência. O ensaio pode ser realizado em amostras cilíndricas sob tensão constante a temperaturas controladas por longos períodos.
1) O documento avalia o estado de degradação de um condutor de alumínio usado em sistemas elétricos de potência ao submetê-lo a diferentes níveis de corrente e medir sua temperatura superficial por termografia e microdureza.
2) Os resultados indicaram que a emissividade é a maior fonte de incerteza na medição de temperatura por termografia e que os valores de microdureza ao longo da seção transversal do condutor se alteraram com o aumento da corrente aplicada.
3) A aplicação da term
O documento discute a aplicação da termografia na inspeção de edifícios. A termografia permite detectar problemas de isolamento térmico, humidade e fugas através da visualização de padrões de temperatura. O documento explica como a termografia funciona e como pode ajudar a identificar defeitos de construção e instalações que levam a perdas de energia.
1. Capítulo 9 - Medição
de Temperatura
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
2. 9.1 – Introdução
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
A temperatura é uma importante grandeza a ser medida em
muitos processos, pois é um fator limite para muitas
operações
Pode-se pensar em temperatura como sendo o potencial
que causa o fluxo de calor de um ponto de mais alta
temperatura para um ponto de mais baixa temperatura
A medição correta de temperatura é complexa, por ser
facilmente influenciada por fatores externos aos dispositivos
de medida ou pela inércia térmica inerente ao sistema
3. • A temperatura é quantificada através de escalas
padronizadas, as mais utilizadas são a escala Celsius
[ºC] e a Fahrenheit [ºF]. No Sistema Internacional (S.I.)
utiliza-se à escala absoluta Kelvin
• Relação entre as escalas:
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
5
15,273K
9
32F
5
C −
=
−
=
5. 9.2 – Termômetros de Efeito Mecânico
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
9.2.1 – Termômetro por expansão de líquido
A medição de temperatura é feita através da leitura da posição do liquido
na escala graduada
6. 9.2.2 – Termômetro bi-metálico
Dois metais de diferentes coeficientes de dilatação linear
são unidos numa determinada temperatura.
Ao submeter à junta a uma temperatura determinada ela
se curvará no sentido da indicação da temperatura
7.
8. 9.3 – Termômetros de Efeito Elétrico
9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Este tipo de medição é mais conveniente já que
estes métodos permitem obter um sinal mais
facilmente detectável, amplificável e usado para
propósitos de controle
9. ♦ 9.3.1 - Termômetros por resistência elétrica
• 1821 - Thomas Seebeck descobriu a termoeletricidade e
Sir Humphrey Davy anunciou que a resistividade dos
metais apresentavam uma marcante dependência com a
temperatura
• Quinze anos mais tarde Sir William Siemens apresentou
a platina como elemento sensor em um termômetro de
resistência
10. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Relação temperatura X resistência para dois tipos de sensores
Termoresistência, ou termômetros de resistência, são
nomes genéricos para sensores que variam sua resistência
elétrica com a temperatura
Os materiais de uso prático recaem em duas classes
principais:
condutores e semicondutores
Condutores: são
chamados termômetros
de resistência ou
termoresistências
Semicondutores: são
chamados termistores
11. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
9.3.3.1 - Termoresistências metálicas
Termoresistências metálicas são construídas a
partir de fios ou filmes de platina, cobre, níquel e
tungstênio para aplicações a alta temperatura
Variação de resistência elétrica:
R = Ro (1 + a1.T + a2.T2
+ a3.T3
+ ...+ an.Tn
)
onde Ro = resistência a T=0 o
C.
12. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Termômetro por resistência elétrica
Normalmente o sensor é construído em um filme metálico
ou em um pequeno enrolamento a partir de um fio muito
fino
13. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
É desejável a maior variação da resistência por grau
para um dado valor de resistência (alta resistividade) para
obter-se a maior sensibilidade na medição.
A platina é o material mais adequado sob o ponto
de vista de precisão e estabilidade mas apresenta o
inconveniente do custo.
A saída dos termômetros é geralmente medida por
algum tipo de ponte (Wheatstone) e o termômetro ligado a
esta por meio de 2, 3 ou 4 fios dependendo da precisão
desejada.
Seu limite superior de uso é de 535°C
14. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termistores
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
9.3.1.2 – Termistores
Os primeiros tipos de sensores de temperatura de resistência de
semicondutores foram feitos de óxido de manganês, níquel e cobalto,
moídos e misturados em proporções apropriadas e prensados numa
forma desejada.
onde
R é a resistência do termistor na temperatura T (Ω),
R0 = resistência na temperatura T0 (Ω),
β é a constante característica do material (K),
βT é a temperatura a ser medida (K),
T0 é a temperatura de referência (K)
Relação resistência/temperatura:
)T/1T/1(
0
0
e
R
R −β
=
Tipos de termistores
15. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termistores
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
A estabilidade dos primeiros termistores era bastante inferior
à das termoresistências metálicas, mas atualmente eles vem
apresentando uma estabilidade aceitável para muitas
aplicações industriais e científicas.
Isto lhes permite medir a temperatura com intervalos de
0,1°C o que é difícil com termômetros de resistência comuns
Seu tempo de resposta está ligada a massa do sensor
podendo variar desde uma fração de segundos até minutos.
A corrente de medição deve ser mantida o mais baixo
possível para se evitar o aquecimento da unidade detectora
16. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Exemplo de aplicação de termopar
9.3.2 – Termopares
Um termopar é um sensor que compreende dois pedaços
de fios dissimilares, unidos em uma das extremidades.
Sua aplicação em larga escala se dá em virtude da sua
praticidade, capacidade de operar em altas temperaturas e
por fornecer respostas rápidas.
17. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
9.3.2.1 - Efeitos termoelétricos
Os efeitos termoelétricos recebem essa denominação
porque envolvem tanto calor quanto eletricidade
Podem ser identificados três efeitos termoelétricos
diferentes, porém inter-relacionados
O efeito Seebeck é o mais relevante, sendo o primeiro
cientista a estudar os fundamentos da termeletricidade
descobrindo a característica principal do funcionamento
dos termopares, enquanto que os efeitos Peltier e
Thomson descrevem o transporte de calor por uma
corrente elétrica
18. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Circuito para um termopar
Efeito Seebeck:
Em 1821 o físico alemão Thomas Johann Seebeck observou
o circuito para um termômetro termopar, como o ilustrado na
figura.
Ambas as junções, de medição e de referência estão em
ambientes isotérmicos (de temperatura constante),
cada uma numa temperatura diferente
19. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Representação esquemática da montagem de um termopar
A tensão de circuito aberto através da junção de
referência é a chamada tensão de Seebeck e aumenta à
medida que a diferença de temperatura entre as junções
aumenta
O termopar, que opera sob o efeito Seebeck é,
portanto, diferente da maioria dos outros sensores de
temperatura uma vez que sua saída não está diretamente
relacionada à temperatura, mas sim ao gradiente de
temperatura, ou seja, da diferença de temperatura ao longo
do fio termopar
20. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
O termopar consiste em dois condutores elétricos
diferentes A e B unidos.
Quando os dois materiais forem parte do circuito
de um instrumento de medida haverá duas junções e se
houver uma diferença de temperatura T1 e T2 entre as
junções, então se origina uma força eletromotriz (f.e.m.)
denominada tensão termelétrica
O valor da f.e.m. depende da diferença de
temperatura e dos materiais envolvidos e mantém uma
relação de proporcionalidade com essa diferença
21. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
9.3.2.2 - Tipos de termopares
Os vários tipos de metais ou ligas comumente
empregados na constituição de termopares dependem
em primeiro lugar da temperatura a medir
Existe uma série de termopares padronizados
segundo uma determinada faixa de aplicação levando em
conta também outros fatores, tais como ambiente e tipo
de material que se deseja medir
22. Tipo Liga
Faixa de
Operação
ºC
ε (mV) Características Genéricas
T
Cobre/Constantan
Cu/CuNi
-200 à +350
-6.258
a
20.872
Pode apresentar problemas de oxidação. Bom
na presença de humidade. Recomendável para
baixas temperaturas e meios criogénicos.
J
Ferro/Constantan
Fe/CuNi
-150 a +1000
-8.095
a
69.553
Atmosferas redutoras, inertes e com condições
de vácuo. Limitações em atmosferas oxidantes
a elevadas temperaturas. Não recomendado
para baixas temperaturas.
K
Cromel/Alumel
NiCr/NiAl
- 200 a +1300
-6.458
a
54.886
Atmosferas oxidantes e inertes. Limitações na
utilização em vácuo ou em atmosferas
redutoras. A sua sensibilidade é muito
aproximadamente linear.
S
Platina-10% Ródio
/ Platina
Pt10%Rh / Pt
0 a 1500
-0.236
a
18.693
Atmosferas oxidantes ou inertes. Não deve ser
inserido em tubos metálicos. Utilizado a altas
temperaturas. Sensível a contaminações.
R
Platina-13% Ródio
/ Platina
Pt13%Rh/Pt
0 a 1500
0.226
a
21.101
Semelhante ao termopar tipo S
B
Platina-30% Ródio
/ Platina-6% Ródio
Pt30%Rh/Pt6%Rh
0 a 1820
0
a
13.820
Atmosferas oxidantes ou inertes. Não deve ser
inserido em tubos metálicos. Utilizado a altas
temperaturas. Sensível a contaminações. Muito
habitual na industria do vidro.
E
Cromel/Constantan
NiCr/CuNi
-270 a 1000
-9.835
a
76.373
Atmosferas oxidantes ou inertes. Uso limitado
em atmosferas redutoras e em criogenia.
Apresenta, entre todos, a mais elevada f.e.m.
9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Tipos de termopares
23. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
A princípio, um termopar pode ser confeccionado
com dois metais diferentes quaisquer, entretanto, devido a
uma série de fatores (contaminação, custos, repetibilidade,
ponto de fusão, homogeneidade, facilidade de produção,
fácil soldagem, etc.), são oferecidas algumas combinações
padrões.
24. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Gráfico f.e.m X temperatura
25. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
9.3.2.3 - Características dos termopares
Uma grande vantagem do termopar é o fato de o
diâmetro e o comprimento do fio não interferir no
potencial gerado.
Devido ao fato da temperatura indicada por um
sistema de termopares ser somente a da junção entre os
dois metais diferentes, o sistema pode ser utilizado para
tomar a temperatura de uma área muito pequena
Seu tamanho compacto também significa uma
pequena inércia térmica e uma resposta rápida as
variações de temperatura
26. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Esquema de um sistema de medição usando termopar
É necessário garantir que a junção de medição esteja numa
condição isotérmica, daí a importância de imergir o termopar a uma
profundidade adequada.
Pelo fato do sensor responder a um gradiente de temperatura,
ele deve ser conectado a dois sistemas físicos em duas temperaturas
diferentes
A junção de referência deve ser isotérmica para propiciar uma
temperatura conhecida e auxiliar na obtenção de uma interface do sinal,
que isola o sensor da instrumentação.
27. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Os fios de transmissão do sinal da junção de
referência até o instrumento estão freqüentemente em um
meio mais controlado do que aquele de outros sensores de
temperatura, especialmente se a junção de referência
estiver dentro do instrumento.
Se o instrumento for um voltímetro, a interpretação
dos dados requererá informação extra a respeito da
temperatura de referência e da tabela do termopar, caso
contrário esta informação pode estar incluída no
instrumento e a temperatura ser indicada diretamente.
28. 9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Circuitos de medição com termopares
29. (a) união de arame nu simplesmente
soldado
(b) par termelétrico no qual os dois
arames estão soldados formando uma
gota
(c) a junção entre os dois condutores
está totalmente isolada
(d) o condutor interno soldado no tubo
protetor, esta união forma o par
termelétrico
9.3 - Termômetros de Efeito Elétrico - Termopares
TM 117 - Sistemas de medição Cap. 9 - Medição de Temperatura
Formas de par termelétrico e tipos de junção
30. 9.3 – Termômetros de Radiação
Todos os métodos de medida de temperatura
discutidos até então requeriam que o termômetro estivesse
em contato físico com o corpo cuja temperatura se quer
medir.
Além disso, a temperatura era medida quando o
elemento sensor atinjia a condição “idealizada” de equilíbrio
térmico com o corpo ou sistema que se mede.
31. Isto implica em:
1- o termômetro interfere com o meio que se mede,
afetando sua temperatura, isto é, a temperatura medida
nunca é a real
2- que o termômetro deve ser capaz de suportar a
temperatura envolvida em uma dada medição, o que
efetivemente representa outro problema prático muito
grande no caso da medição de temperatura de corpos
muito quentes.
32. Um terceiro tipo de problema acontece quando
deseja-se medir a temperatura de um corpo, ou superfície
móvel, e o termômetro não está “embarcado”.
Isto é, como medir a temperatura de corpos sólidos
em movimento, usando sensores de contato externos ao
sistema em movimento?
Neste caso, dispor-se de um método de
medida que não requer contato físico (medição
sem interferência) é fundamental.
Este tipo de termômetro pode também ser
usado para realizar uma varredura da distribuição
de temperatura do corpo sem contato ou
interferência.
34. Os instrumentos desenvolvidos para se resolver
problemas desse tipo, medir sem interferir, medir temperaturas
elevadas e medir objetos em movimento, à distância,
empregam sensores de radiação de uma forma ou de outra.
Porém, antes de discuti-los é conveniente revisar os
conceitos básicos de radiação.
Radiação é emissão de energia pela matéria e seu
transporte não exige a presença de qualquer meio material.
Com relação à natureza deste transporte, sabe-se que a
Mecânica Quântica prevê que a radiação é dual, isto é, pode ser
tratada como onda, propagação de ondas eletromagnéticas e, ao
mesmo tempo, propagação de matéria, as partículas denominadas
de fótons.
35. O espectro, isto é, a banda de comprimento de ondas,
ou frequências, da radiação térmica vai de 0,1 μm a 100 μm (3
x 1015
Hz e 3 x 1012
Hz, respectivamente).
A banda entre 0,4 microns (4,28 x 1014
Hz) e 0,7
microns (7,5 x 1014
Hz) é o espectro visível.
Entre os limites de comprimento de onda de 0,7
microns a 0,4 microns estão as cores extremas vermelha e
violeta.
A radiação térmica se distingue de outros tipos
de radiação, como ondas de rádio e raios-x, pelo fato
destas não se propagarem como conseqüência da
temperatura do corpo.
40. O radiador térmico ideal é chamado de corpo negro. Este corpo
absorveria toda a radiação nele incidente e, para uma dada temperatura,
emitiria o máximo possível de radiação térmica.
A emitância espectral de um corpo negro é dada pela lei de
Planck :
( )
[ ]1e.
C
)T,(E TC5
1
b, 2
−λ
=λ λλ
Eλ,b(λ,T) = A emitância espectral (intensidade da radiação hemisférica)
[W/m2
.µm]
C1 = 2πhc = 3,742 108
[W.µm4
/m2
]
C2 = hc/k = 1,4387 104
[µm4
/K]
λ = Comprimento de onda da radiação [µm]
T = Temperatura absoluta do corpo negro [K]
41. A quantidade Eλ,b é a radiação emitida por uma
superfície plana para o hemisfério (isto é, 180º sobre
ela) por unidade de comprimento de onda, no
comprimento de onda λ.
Ou seja, um corpo negro a uma certa
temperatura emite alguma radiação por unidade de
comprimento de onda em todos os comprimentos de
onda de zero ao infinito, mas não a mesma quantidade
de radiação em cada comprimento de onda.
42. A figura abaixo mostra a emitância espectral do corpo negro, para
algumas temperaturas inferiores a 6000 ºC.
43. Podem ser observadas algumas características importantes:
1. A radiação emitida varia continuamente com o comprimento
de onda.
2. Em qualquer comprimento de onda, a intensidade da
radiação emitida aumenta com o aumento da temperatura.
3. As curvas exibem picos (intensidades máximas de
radiação) em certos comprimentos de onda, sendo que estes
picos se deslocam para a esquerda (comprimentos de onda
menores) à medida que a temperatura aumenta.
4. A área sob cada curva é a emitância total do corpo negro,
que aumenta rapidamente com o aumento da temperatura.
44.
45. A lei do deslocamento de Wien, o deslocamento
do pico da deistibuição da emitância espectral, permite
calcular o comprimento de onda correspondente à
intensidade de radiação máxima, λmax , para uma dada
temperatura.
O deslocamento destes pontos de máximo explica
a mudança na cor de um corpo ao ser aquecido.
Primeiramente o corpo se torna vermelho escuro,
depois laranja e então branco.
]K.m[8,897.2T.MÁX
µ=λ
46. A radiação térmica total emitida pelo corpo negro é dada por
(Lei de Stefan-Boltzmann)
4
b TE σ=
47. Embora o corpo negro seja uma idealização física
e matemática, é possível construir radiadores reais cujo
comportamento se aproxima muito do comportamento do
corpo negro.
Estas fontes de radiação são necessárias para a
calibração de medidores de temperatura por radiação.
Por outro lado, os corpos cuja temperatura deseja-
se medir no dia-a-dia podem desviar-se substancialmente
do comportamento do corpo negro.
48. A razão entre as emitâncias real e de corpo negro é o que se
denomina de emissividade do corpo real.
Vários tipos de emissividade foram definidos, em função de
interesses específicos. A emissividade pode ser espectral hemisférica,
total, hemisférica seletiva, etc.
A definição mais básica é a da emissividade espectral hemisférica,
Eλ,T, de um corpo real à temperatura T.
Admitamos que ela possa ser medida utilizando filtros, de modo a
que somente a emitância em um comprimento de onda se propague. São
os chamados filtros ópticos seletivos. A emissividade espectral hemisférica
é definida por:
1
)T,(E
)T,(E
b,
T, <
λ
λ
=ε
λ
λ
λ
49. Portanto, a emissividade é uma quantidade
adimensional, sempre menor do que 1,0 para corpos reais.
Note também que, no caso mais geral, é função de λ e
T . (eventualmente, numa pequena faixa limitada de λ e T,
pode ter valor semelhante e constante, mas não é o caso
geral).
50.
51. Como muitos sensores de radiação operam em faixas restritas
de comprimentos de onda, define-se a emissividade hemisférica
seletiva (hemispherical band emissivity).
52.
53. Se um sensor de radiação tiver sido calibrado
contra um corpo negro, o conhecimento do valor correto
da emissividade do corpo não-negro cuja temperatura se
quer medir permite o cálculo da sua emitância total e,
portanto, da sua temperatura:
54. Infelizmente, a emissividade de um material não é
uma propriedade simples de ser obtida já que depende do
tamanho do corpo, formato, rugosidade, ângulo de
observação, etc.
Estes fatores levam a incertezas nos valores
numéricos da emissividade que são um dos maiores
problemas nas medidas de temperatura com sensores de
radiação.
55. Quando a radiação térmica incide sobre uma superfície, ela
pode ser absorvida, refletida ou transmitida.
As propriedades correspondentes a estes fenômenos são a
absortividade, α, a refletividade, ρ, e a transmissividade, τ,
relacionadas por :
56. Para a maioria dos corpos sólidos τ = 0, de modo que
Para uma superfície cinzenta, pode-se mostrar que
57. Quando ρ e/ou τ for diferente de zero, erros de medida podem
ocorrer.
Os sensores de radiação comerciais normalmente incluem um ajuste
para a emissividade com uma faixa de variação de 0,2 a 1,0.
Portanto, se a emissividade do material for conhecida, pode-se
corrigir a medida facilmente.
A técnica mais confiável para a determinação da emissividade para
este fim requer a calibração do sensor de radiação através de medidas
independentes da temperatura do corpo, por exemplo por meio de um
termopar.
Uma vez que a emissividade pode variar com a temperatura, esta
calibração deve ser feita em toda faixa de temperaturas de aplicação do
instrumento.
58.
59. Uma outra fonte de erro nas medidas são as perdas de
energia ao se transmitir a radiação do objeto ao detector.
Geralmente, o caminho óptico consiste de algum gás
(normalmente ar) e vários tipos de lentes.
No ar atmosférico, a atenuação da radiação é devida
principalmente à absorção pelo vapor d’água, dióxido de
carbono e ozônio bem como pelo espalhamento causado por
partículas de poeira e gotículas d’água.
60. Como estes efeitos dependem do comprimento de onda,
um sensor de radiação pode ser projetado para operar dentro
de faixas de comprimento de onda não afetadas.
Entretanto, uma vez que as perdas radiantes dependem
diretamente do caminho óptico atravessado, não é possível
calibrar o sensor para uso em aplicações diversas.
61. Tendo estudado os fundamentos da radiação,
podemos agora estudar técnicas específicas de medida da
temperatura de um corpo pela medida da radiação por ele
emitida.
Estas técnicas podem ser divididas em dois grupos:
• pirometria óptica;
• determinação da emitância.
62. Seja primeiramente a medida da temperatura por meio
da pirometria óptica.
A figura a seguir mostra esquematicamente o pirômetro
óptico de filamento, que é a forma clássica deste tipo de
instrumento.
Trata-se do “termômetro de radiação” mais preciso,
sendo usado na elaboração da Escala Prática Internacional
de Temperaturas para medidas acima de 1063 °C.
63. O pirômetro óptico ou termômetro de brilho de
radiação monocromática, como é também chamado, baseia-
se no princípio de que, para um dado comprimento de onda
λ, a intensidade da radiação (“brilho”) varia com a
temperatura conforme vimos.
Assim, a imagem do objeto alvo é superposta sobre
aquela do filamento de tungstênio aquecido.
64. Esta lâmpada de tungstênio, que é muito estável, é
calibrada previamente de modo que, conhecendo-se a
corrente através dela, a temperatura do filamento pode ser
determinada facilmente.
Esta calibração é feita comparando-se visualmente
o brilho da radiação de um corpo negro de temperatura
conhecida com o bulbo do filamento.
65. Um filtro vermelho, que deixa passar somente comprimentos de
onda em uma faixa muito estreita em torno de 0,65 μm, é colocado entre
o observador e as imagens do filamento e do objeto alvo.
A função deste filtro de absorção é reduzir a intensidade da
radiação incidente de modo que a lâmpada possa ser operada a baixas
potências.
O filtro monocromático auxilia ainda o operador a comparar os
brilhos do filamento e do objeto já que elimina os efeitos de cor.
O observador ajusta então a corrente na lâmpada até que
imagem do filamento desapareça sobre a imagem do objeto alvo,
condição em que a temperatura do filamento é comparada à do objeto.
66.
67. Neste ponto, deve-se ressaltar que se o objeto alvo for um
corpo negro (e = 1), não há erro na medida já que o filamento foi
calibrado contra um corpo negro de temperatura conhecida.
Entretanto, para corpos não-negros deve-se conhecer e a fim
de se corrigir a leitura.
Os erros causados pela imprecisão em e não são muito
grandes para um pirômetro óptico relativamente a outros
“termômetros de radiação” pelo fato deste instrumento ser sensível a
apenas uma faixa estreita de comprimentos de onda.
Isto é, é necessário conhecer a emissividade do corpo
apenas nesta faixa de comprimentos de onda, o que reduz a
incerteza.
68.
69. O segundo grupo de técnicas de medida envolve a
determinação da radiação total emitida pelo corpo (e então chama-se
de método de determinação da emitância) e o cálculo da sua
temperatura.
Portanto, é necessário mais uma vez conhecer a emissividade
do objeto. A temperatura aparente de corpo negro do objeto medido é
calculada fazendo-se ε = 1, isto é :
70. Há vários métodos para se medir a radiação térmica emitida por
um corpo.
Em todos eles, a radiação emitida é focada sobre algum tipo de
detector de radiação que produz um sinal elétrico.
Estes detectores podem
ser classificados como
detectores de fótons
(um CCD, Charged Coupled
Device, por exemplo, tão usado
hoje em dia em câmeras
digitais) ou térmicos.
71. Em suma, a radiação incidente (fótons) libera elétrons na
estrutura do detector e produz um efeito elétrico mensurável.
Este fenômeno ocorre em uma escala de tempo atômica ou
molecular, contrariamente à escala de tempo macroscópica envolvida
nos fenômenos de aquecimento e resfriamento de detectores
térmicos.
Como conseqüência, é possível obter tempos de resposta
muito mais curtos.
Por outro lado, os detectores de fótons têm uma
sensibilidade variável com o comprimento de onda. Isto é, devem ser
fabricados e aplicados para aplicações específicas.
72. A determinação da emitância pode ocorrer também através do
efeito direto de aquecimento de uma superfície.
Aí temos os detectores térmicos, como os pireliômetros (radiação
solar direta), os piranômetros (radiação total, direta mais difusa), os
pirgeômetros (radiação infravermelha), os bolômetros, entre outros.