Medindo temperatura com precisão usando um termopar!

Você sabia que o termopar é o aparelho mais popular usado entre os eletricistas para medir a temperatura, devido ao seu baixo custo e capacidade de cobrir uma maior faixa de temperatura?

Apesar de ser tão utilizado, ainda surgem diversas dúvidas sobre o seu funcionamento e qual o tipo ideal de termopar para cada situação. Pensando nisso, o Blog de Eletrônica separou esse guia para te ajudar a medir a temperatura usando um termopar.

A medição de temperatura é uma tarefa importante em muitas aplicações, desde o monitoramento de processos industriais até a verificação da temperatura do corpo humano.

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Existem muitos tipos de sensores de temperatura disponíveis no mercado, mas os termopares são particularmente populares devido à sua precisão e facilidade de uso.

Como funciona um termopar?

O termopar é um dispositivo elétrico composto por dois fios condutores distintos e que apresenta dois metais diferentes, soldados juntos na extremidade.

O funcionamento do termopar baseia-se no princípio de Seebeck, nomenclatura que homenageia o físico Thomas Seebeck. Ele consiste na união entre dois metais diferentes, de maneira que estes estejam mantidos a temperaturas diferentes, surgindo, então, uma diferença de potencial entre os dois metais.

Isso significa que, quando uma das extremidades do termopar é submetida a uma fonte de calor, ela se aquece e gera uma diferença de potencial elétrico entre os dois fios, que pode ser medida para determinar a temperatura.

Como aferir a temperatura com mais precisão utilizando um termopar?

Como medir a temperatura com um termopar?

A medição de temperatura com o termopar é baseada na diferença de temperatura entre as suas extremidades, ou seja, entre a extremidade unida e a extremidade livre dos metais. Por causa dessa construção surge uma diferença de potencial que pode ser medida, aferindo-se também a temperatura.

A extremidade livre é conectada ao voltímetro, aparelho que mede a tensão de saída do par termoelétrico. Após medir a tensão é possível determinar a temperatura da outra extremidade, ou seja, da extremidade de junção entre os dois metais.

É preciso notar que a precisão da leitura de temperatura também pode ser afetada por fatores como a conexão do termopar, a qualidade do fio e a precisão do dispositivo de leitura. Certifique-se de usar um termopar de boa qualidade e conectá-lo corretamente ao dispositivo de leitura para garantir leituras precisas.

A seguir, apresentaremos um modelo esquemático que representa a ligação que ocorre nos termopares.

Esquema com os componentes e funcionamento de um termopar.

Tipos de termopares para cada aplicação

Existem diferentes tipos de termopares, que apresentam suas próprias características e precisão de medição, sendo que as categorias mais comuns incluem: termopar tipo K, tipo J, tipo N, tipo T e tipo E.

Cada um deles funciona em uma faixa de temperatura específica, e o melhor tipo para determinada aplicação dependerá do parâmetro a ser medido e dos requisitos de precisão. Confira a seguir algumas características dos principais tipos de termopares:

• Termopar tipo J: constituído de ferro e constantan, essa categoria é amplamente utilizada em uma variedade de aplicações devido à sua facilidade de uso e baixo custo. Mede temperaturas entre -40°C e 750°C
• Termopar tipo K: constituído de níquel-cromo ou ferro-cromo é outra opção popular devido à sua ampla faixa de medição de temperatura de -200°C a 1300°C
• Termopar tipo N: feito com Níquel-cobalto-níquel-cobalto-tungstênio é capaz de medir temperaturas mais altas do que os tipos J e K, equivalente a 1600°C
• Termopar tipo T: fabricado com cobre e constantan é utilizado para medir temperaturas entre -200°C e 350°C. Constitui-se como uma boa opção para aplicações de baixa temperatura
• Termopar tipo E: feito com níquel-cobalto-alumínio mede temperaturas entre -200°C e 850°C. Representa, pois, uma opção popular para aplicações industriais

Além desses tipos comuns, também existem termopares especiais para aplicações específicas, como o termopar de platina para medir temperaturas extremamente altas e o termistor para medir temperaturas extremamente baixas.

Ao escolher um termopar, é importante considerar a faixa de temperatura necessária para sua aplicação, bem como a precisão e a estabilidade exigidas. É sempre recomendável consultar um especialista em termopares antes de tomar sua decisão final!

Calibrando um termopar

A calibração é outra etapa importante para garantir leituras precisas de temperatura com um termopar. Isso envolve comparar as leituras do termopar com uma fonte de referência de temperatura conhecida, como um banho de óleo ou um termômetro de mercúrio.

É importante calibrar seu termopar regularmente, especialmente se ele é usado em aplicações críticas ou se as leituras estão mostrando ser inconsistentes. Certifique-se de seguir as instruções do fabricante para calibrar corretamente seu termopar.

Requisitos de precisão para diferentes aplicações

Os requisitos de precisão para a medição de temperatura variam dependendo da aplicação. Em algumas aplicações, como o monitoramento de processos industriais, é necessário um alto grau de precisão, enquanto em outras, como o monitoramento de temperatura ambiente, a precisão pode ser menos crítica.

Por exemplo, em uma fábrica de alimentos, a precisão da medição de temperatura é crucial para garantir a segurança dos alimentos e evitar contaminação. Neste caso, é recomendável usar um termopar de alta precisão e calibrá-lo regularmente.

Aplicações específicas para termopares

Além das aplicações mencionadas anteriormente, os termopares também são amplamente utilizados em outras indústrias, como a indústria aeroespacial, automotiva e médica.

Na indústria aeroespacial, os termopares são usados ​​para medir a temperatura de componentes críticos, como motores e sistemas de controle.

Na indústria automotiva, eles são usados ​​para medir a temperatura do motor e outros componentes críticos.

Já na indústria médica, os termopares são usados ​​para medir a temperatura do corpo humano.

Caso tenha ficado alguma dúvida sobre os termopares e o seu funcionamento, confira esse vídeo abaixo, ele irá esclarecer as suas dúvidas sobre o assunto.

Esperamos que tenha ficado claro o funcionamento e as diversas aplicações de um termopar no dia-a-dia. Continue acessando o nosso site para ler mais conteúdos como este. Aproveite para compartilhar o nosso trabalho com os seus amigos que também querem aprender sobre elétrica.

Sobre o autor

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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