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Com base no princípio de medição de temperatura por termopares, a compensação do terminal frio é um elemento essencial na medição de temperatura com termopares. No entanto, na prática, ela costuma ser negligenciada. Como garantir a precisão da compensação do terminal frio é uma questão importante para assegurar a precisão das medições de temperatura feitas com termopares. Além disso, em aplicações de medição rápida de temperatura, costumamos dar muita atenção ao ciclo de amostragem dos instrumentos secundários, como os coletores, mas negligenciamos o tempo de resposta do termopar correspondente. A escolha incorreta do termopar acaba afetando a precisão da medição de temperatura. A seguir, apresentamos uma breve explicação sobre a compensação do terminal frio e o tempo de resposta do termopar. Compensação do terminal frio A compensação do terminal frio é dividida principalmente em compensação interna e compensação externa. O esquema de compensação interna é mostrado na Figura 1. Figura 1: Princípio de compensação interna. A compensação interna consiste no fornecimento de compensação para o terminal frio por parte de instrumentos secundários, como registradores. Para garantir a precisão dessa compensação, além do uso de sensores de temperatura de alta precisão, é também muito importante garantir que os terminais fiquem em condições de equilíbrio térmico. O registrador Yokogawa garante a isoterma dos terminais por meio de uma configuração otimizada dos sensores de temperatura (transistores) e do processo de fabricação de placas impressas com núcleo metálico (ver Figura 2). Mesmo assim, quando a temperatura do ambiente onde o terminal (instrumento de medição) está localizado sofre mudanças bruscas, isso afeta significativamente os resultados de medição do termopar. Portanto, é essencial garantir que o ambiente em que o instrumento de medição está localizado seja estável. Figura 2: Processo de fabricação de placas de circuito impresso com núcleo metálico. O princípio de compensação do terminal frio externo está mostrado na Figura 3. É possível utilizar um compensador eletrônico externo de ponto de congelamento (ZERO-CON) para aumentar ainda mais a precisão da medição da temperatura. Note que a conexão entre o compensador externo e os instrumentos de medição é feita por fios comuns, e não por fios termopar. Figura 3: Princípio de compensação externa. Tempo de resposta do termopar. O tempo de resposta do termopar é determinado principalmente pelo diâmetro do fio do termopar e pelo tipo de processamento na extremidade frontal do termopar. Os tipos de extremidade do termopar, conforme mostrado na Figura 4, são principalmente: tipo exposto, tipo aterrado e tipo isolado. Figura 4: Comparação dos tipos de terminais dos termopares. Pode-se observar que os termopares isolados, que são os mais utilizados, possuem um tempo de resposta mais lento em comparação com os outros dois tipos. No entanto, eles têm vantagens em termos de resistência a interferências. A relação quantitativa entre o tipo de processamento na extremidade do termopar e o diâmetro do fio, por um lado, e o tempo de resposta, por outro, varia conforme o fabricante do sensor de temperatura. Cada fabricante possui suas próprias especificações a respeito disso. Por exemplo, a Figura 5 mostra a relação entre o diâmetro do fio e o tempo de resposta dos termopares OMEGA dos Estados Unidos (do tipo com terra/sem terra), em determinadas condições de teste. Se for escolhido um termopar isolante, a constante de tempo de resposta deve ser multiplicada por 1,5. O tempo de resposta é definido como o tempo necessário para que ocorra uma mudança instantânea na temperatura de 63,2%. As condições de teste são temperatura ambiente, pressão atmosférica e velocidade do fluxo de ar de 20 m por segundo. Em aplicações de medição de temperatura em alta velocidade, o tempo de amostragem do instrumento de medição e o tempo de resposta do termopar devem ser compatíveis entre si. Figura 5 Relação entre o diâmetro do fio do termopar OMEGA e o tempo de resposta