Apostila Nível Intermediário Digital Termometria Sensores Nível Intermediário

Manual Nível INTERMEDIÁRIO indicada para estudantes de nível técnico e usuários de manutenção elétrica ou instrumentação que gostariam de se aprofundar um pouco mais nos estudos em sensores de temperatura Termopares e Termoresistência Pt100. Esse manual possui definições e conceitos de termometria importantes para o estudo dos sensores de temperatura; possui um total de 160 páginas.

Este manual reuni fotos em detalhes de várias situações de processos. Um trabalho realmente que valoriza muito o seu valor pois o nosso foco principal é ter um custo que seja viável aos que querem se diferenciar na empresa tendo conhecimentos diferenciados quando o assunto é medição de temperatura industrial.

Além da apostila temos o site www.temperatura.com.br em conjunto aos sites www.termopares.com.br e www.pt100.com.br para consulta e poder tirar dúvidas diretamente com o autor.

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Segue em detalhes o sumário deste trabalho:

1. DEFINIÇÃO DE TERMOPAR     7

1.1. EFEITOS TERM0ELÉTRICOS  9

1.1.1. Efeito termoelétrico de Seebeck 9

1.1.2. Efeito termoelétrico de Peltier     11

1.1.3. Efeito termoelétrico de Thomson               12

1.2. LEIS FUNDAMENTAIS           13

3.4.1. Lei do Circuito Homogêneo            13

3.4.2. Lei dos Metais Intermediários      14

3.4.3. Lei das temperaturas intermediárias         16

3.5. CORRELAÇÃO DA F.E.M. EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA. 19

3.5.1. Interpolação matemática da curva do termopar  19

3.5.2. Potência termoelétrica    20

3.6. ASSOCIAÇÃO EM TERMOPARES      21

3.6.1. Associação Série  21

3.6.2. Associação em paralelo    21

3.6.3. Medida de temperatures diferenciais      22

3.7. TIPOS E CARACTERÍSTICAS DOS TERMOPARES          23

3.7.1 Termopar Básico Tipo CuCo “T” Cobre/ Constanta               23

3.7.2 Termopar Básico Tipo FeCo “J” Ferro/ Constantan               26

3.7.3 Termopar Básico Tipo CrCo “E” Cromel/ Constantan           31

3.7.4 Termopar Básico Tipo CrAl “K” Cromel/ Alumel      34

3.7.5 Termopar Básico Tipo NicNis “N” Nicrosil/ Nisil       45

3.7.6 Termopar Nobre Tipo PtPtRh10% “S” Platina 100%/ Platina 90% Ródio 10%             48

3.7.7 Termopar Nobre Tipo PtPtRh13% “R” Platina 100%/ Platina 87% Ródio 13%             51

3.7.8 Termopar Nobre Tipo PtRh6%PtRh30% “B” Platina 94% Rodio 6%/ Platina 70% Ródio 30%               54

a) Instalação de Termopares Platina      58

3.7.3. Novos tipos de termopares           60

Irídio 40°% Rhodio/ Irídio             60

Platina   40% Rhodio/Platina 20°,% Rhodio          60

Ouro   Ferro/Chromel   60

Nicrosil/ Nisil     61

Tabela 4   Tipos de termopares a faixa de temperatura usual     61

3.8. LIMITES DE ERRO    62

3.9. LIMITES MÁXIMOS DE APLICAÇÃO 63

3.10. TIPOS DE JUNTA DE MEDIDA          63

3.10.1. Classificação quanto à união dos fios       63

3.10.2. Classificação quanto a posição em  relação à proteção    64

A) Junta Isolada               64

B) Junta Aterrada            64

C) Junta Exposta              65

3.10.3. Preparação e solda dos fios do Termopar             65

3.11. ACESSÓRIOS DOS TERMOPARES, CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES             67

3.11.1. Isolador 67

3.11.2. Bloco de ligação 67

3.11.3. Cabeçote             67

3.11.4. Tubo de proteção            68

A) Metálicos      68

B) Cerâmicos     68

3.12. CABOS DE ISOLAÇÃO MINERAL     70

3.12.1. Processo de fabricação do termopar de isolação mineral              71

3.12.2. Vantagens dos termopares de isolação mineral 72

3.12.3. Aplicações típicas do termopar de isolação mineral          73

3.13. CORREÇÃO DA JUNTA DE REFERÊNCIA       74

3.14.9. Erros produzidos pela inversão de fios e cabos de extensão e compensação      75

A. Inversão simples        75

B. Dupla inversão            75

3.15. RECOMENDAÇÕES PARA SELEÇÃO DOS TERMOPARES       76

3.16. RECOMENDAÇÕES PARA INSTALAÇÃO DOS   TERMOPARES            76

3.17. RUÍDO EM TERMOPARES  77

3.17.1. Ruídos naturais e artificiais           77

3.17.2. Ambientes ruidosos e fontes de interferências típicas   77

3.17.3. Interferências eletrostáticas e eletromagnéticas              78

3.17.4. Ruído de Modo Comum, Ruído de Modo Normal e Ruído de Linha Cruzada.       80

3.17.5. Conclusões sobre ruídos               83

3.18. CONSIDERAÇÕES GERAIS 84

3.18.1. Envelhecimento dos termopares             84

3.18.2. Inércia dos termopares 84

3.18.3. Tubo de proteção e velocidade de resposta        85

3.18.4. Precisão numa instalação a termopar     86

3.19. Calibração e teste de termopares 87

3.19.1. Termopar padrão             87

3.19.2 Técnicas de calibração     87

A) Método dos pontos fixos      88

B) Método da comparação         88

C) Método do fio intermediário               89

3.20. MEDIÇÃO DA F.E.M. TÉRMICA       89

3.20.1. Instrumentos galvanométricos  89

3.20.2. Instrumentos potenciométricos               91

3.20.3. Instrumentos eletrônicos             93

4. SENSORES DE TEMPERATURA DO TIPO BULBO DE RESISTÊNCIA           94

4.1 Princípio de Funcionamento               94

4.2 Construção Física do Sensor               95

4.2.1 Bulbo Pt-100 Cerâmico      96

4.2.2 Bulbo Pt-100 Filme (Platinum thin-film technology)             96

4.2.3 Bulbo Pt-100 Vidro              97

4.3.1 Limites de Temperatura da Termoresistência de Platina   97

4.3.2 Tipos de Montagens           100

4.3.2 Limites de Erros    101

4.3.3 Resistência de Isolação a Temperatura Ambiente 102

4.3.4 Resistência de Isolação a Máxima Temperatura    102

4.3.5 Auto Aquecimento             103

4.5 Princípio de Medição a 2, 3 e 4 Fios  103

4.5.1 Princípio de Medição à 2 Fios          104

4.5.2 Princípio de Medição à 3 Fios          106

4.5.3 Princípio de Medição à 4 Fios          107

4.6 Outros tipos de Bulbos de Resistência           109

4.7 Aferição de Termoresistência            109

4.8 Recomendações para a Instalação de Termoresistências      109

4.9 Vantagens e Desvantagens da Termoresistência x Termopar             110

5. CABOS TERMOPARES               112

5.1. FIOS E CABOS DE EXTENSÃO E COMPENSAÇÃO       112

5.1.1. Considerações gerais        112

5.1.2. Definições              112

Qual a diferença entre: 113

5.1.3 Cabo de Compensação e Cabo de Extensão?         113

5.1.3. Faixa de utilização e limites de erro            114

5.1.4. Isolação dos fios e cabos de extensão e compensação     114

5.1.5. Cabos de extensão e compensação com isolação mineral               115

5.1.6. Códigos de cores para fios e cabos de extensão e compensação 115

5.1.7. Ligação dos fios e cabos de extensão e compensação.     116

3.14.8. Recomendações para instalação de fios e cabos de extensão e compensação   118

3.14.8. ERROS: COMPRIMENTO DO CABO TERMOPAR   118

3.14.9. Erro do Cabo Termopar Tipo “K” 24 AWG ligação 500 metros e 10.000 metros     120

3.14.9. Erro do Cabo Termopar Tipo “K” 24 AWG ligação 500 metros e 10.000 metros     123

3.14.10. Erro do Cabo Termopar Tipo “K” 16 AWG ligação 500 metros e 10.000 metros  125

3.14.11. Limites de Erro: ANSI MC 96.1 de 1982 129

3.14.12. Tabela de Cores – Principais Normas Aplicáveis               129

3.14.11. Termopares Compensação Junta Fria (Experiência Prática)       130

6. TUBO PROTEÇÃO CERÂMICO PARA TERMOPARES     133

Tubo 710 Importado 99,7% Alumina       135

Tubo 610 Nacional ou Importado 60% Alumina 137

Termopares Tubete de Platina 138

7. TUBO PROTEÇÃO METÁLICO PARA TERMOPARES      138

8. TUBO PROTEÇÃO COM REVESTIMENTO EM TEFLON 141

9. POÇOS DE PROTEÇÃO              142

O uso da Pasta Térmica 143

Para que possamos fazer uma correta especificação do poço:  146

Testes e documentos e requeridos        149

Normas e Padrões Internacionais           149

Poços de Tubo Fechados Solda 151

Dimensionamento Imersão // Cálculo de Ressonância  154

Instalação de sensores de temperatura em tubulação  155

7. CALIBRAÇÃO DE TERMOPARES            156

7.2 Calibração de Termopares Usando um milivoltímetro (Método Usual)          156

7.2 Calibração de Termopares Usando um milivoltímetro            157

7.3 Calibrando Termopares Limites de Erros/ Critério Aceitação (ANSI MC 96.1–1982, segundo a IPTS-68)          158

7.4 Tubo de Inspeção Calibração em Processo (Método simples e muito funcional)       159