Introducao aos Sistemas de Automacao

Prévia do material em texto

Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
1
Introdução aos Sistemas de Automação 
 
 A necessidade do aumento de produção para atender a crescente demanda 
em qualquer que seja o setor da economia, aliada a necessidade de eliminar erros que 
seriam causados por pessoas e também a manutenção da continuidade, da qualidade e do 
baixo custo no processo, fizeram surgir o que se convencionou a chamar de automação. 
 Porém, para controlar automaticamente um processo é necessário que se 
conheça profundamente como ele se comporta para corrigi-lo, fornecendo ou retirando dele 
alguma forma de energia (pressão, temperatura, tensão,... etc.). Neste processo de controle, 
a medição, a comparação e a manipulação são uma constante. 
 Esta atividade de medir, comparar e manipular grandezas é feita por 
instrumentos cujo princípio de funcionamento é geralmente bastante simples. Atualmente 
existem grande quantidade de equipamentos de medição, transmissão, regulação, controle 
final, registro, indicação, computação e outros. 
 Estes instrumentos, combinados, constituem cadeias de controles simples ou 
múltiplos, adaptadas aos inúmeros problemas de controle e a um grande número de 
processos. 
 No ambiente industrial ou predial, os sistemas de controle automáticos, 
removem a operação humana do controle do processo, porém, nunca do ajuste contínuo 
deste. 
 
Evolução Histórica 
 
Em 1968 foi especificado o primeiro CLP (Controlador Lógico 
Programável) pela divisão Hidromatic da General Motors Corporation. Visavam sobretudo, 
eliminar o alto custo e ainda possuir a flexibilidade de um computador, capaz de suportar o 
ambiente industrial e ser um sistema expansível e de fácil manutenção. Em 1969 foi 
instalado o primeiro CP na GM executando apenas funções de intertravamento. 
Os primeiros CP’s possuíam pouca capacidade de processamento e suas 
aplicações se limitavam a processos e equipamentos que necessitavam de operações 
repetitivas. 
De 1970 a 1974, com o surgimento da tecnologia de microprocessadores 
houve um aumento considerável da capacidade de processamento e maior flexibilidade aos 
controladores. Outros recursos então foram somados às funções de intertravamento e 
lógica, como por exemplo a função de temporização e contagem, aritmética, manipulação 
de dados e a introdução de terminais de programação. 
O sistema utilizado para programar o controlador era um dispositivo 
acondicionado a uma maleta portátil, chamada de maleta de programação, de forma que 
podia ser levada a campo com a finalidade de alterar dados e realizar pequenas 
modificações no programa. O sistema de memória não permitia grandes facilidades de 
programação por utilizar memórias EPROM. 
De 1975 a 1979, foram acrescentados maiores recursos de software e 
hardware que propiciaram expansões na capacidade de memória, controles analógicos de 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
2
malha fechada com algoritmos PID, permitiu o controle de entradas/saídas remotas, 
controle de posicionamento, comunicações, etc... 
Desta forma, os CLP’s aumentaram seus domínios, passando a substituir o 
microcomputador em muitas aplicações industriais, sistemas de controles discretos e 
contínuos. Ainda em 1979 foi desenvolvida uma rede de alta velocidade (DATA 
HIGWAYS, ou simplesmente DH+) permitindo um controle sincronizado entre vários 
controladores, comunicação com microcomputadores e outros sistemas. 
Com isso, foi possível associar o desempenho do CP com a capacidade de 
controle distribuído de alta velocidade e interface com computadores, resultando em uma 
grande potencialidade de controle e supervisão. 
Atualmente podemos tratar o controlador programável, baseando-nos nas 
evoluções tecnológicas tanto de hardware como de software, como um Controlador 
Universal de Processos. 
As evoluções destes equipamentos proporcionaram melhorias significativas 
das características do controlador, e entre elas destacamos : 
- Redução do tempo de varredura (scan) ; 
- Interfaces de E/S microprocessadas (módulos PID, ASCII, 
posicionamento, acoplamento, etc.) ; 
- Uma interface homem máquina mais poderosa e amigável (IHM) ; 
- Linguagem em blocos funcionais e estruturação de programa ; 
- Diagnósticos e detecção de falhas ; 
- Operações matemáticas em ponto decimal flutuante através de 
coprocessadores matemáticos, etc. 
 
 
 
CONTROLADOR PROGRAMÁVEL X PAÍNEL DE RELÊS 
 
Um equipamento de controle eletrônico que utiliza uma tecnologia mais 
sofisticada, influenciará diretamente na produtividade e qualidade final do produto ou 
serviço. Com as exigências do mercado quanto a qualidade, historicamente, o uso do 
controlador programável tem sido mais constante na indústria e atualmente na automação 
predial, o preço de tais equipamentos tem caído significativamente, aumentando ainda mais 
a diferença técnico-econômica entre os CP’s e o controle por painel de relês, deve-se levar 
em consideração também que por melhor que seja o relê, sua vida útil e infinitamente 
menor do que a de um componente eletrônico e além disso o relê não tem a capacidade de 
detecção de falhas internas. 
 
 
 
CONTROLADOR PROGRAMÁVEL X MICROCOMPUTADOR 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
3
 Algumas características são as que diferem os CP’s (automação) dos 
PC’s (automatização), e que os diferenciam em suas aplicações. A arquitetura dos dois 
sistemas é basicamente igual, porém os CP’s são direcionados a controles de operações 
estratégicas, onde são considerados e se acentuam as diferenças, quanto à programação, 
operação, considerações adversas ambientais e manutenção. Os CR’s põem operar em áreas 
com temperaturas na faixa de 0 a 60ºC, umidades relativas de 5 a 95%, e ainda em 
ambientes com quantidades substanciais de ruídos elétricos, interferências eletromagnéticas 
entre outras situações inerentes a ambientes de chão de fábricas e salas de controles. 
 Quanto ao hardware (placas e partes eletrônicas), os CP’s foram 
projetados para serem operados por pessoas não especializadas e a manutenção é feita por 
troca de módulos e existem softwares que auxiliam a localização de defeitos. Os circuitos 
de interface são modulares e com autodiagnose facilitando a troca de componentes e a 
localização de defeitos. O software (programa) residente, realiza funções de acesso ao 
hardware, diagnósticos, comunicações e determina o ciclo de varredura do controlador. 
 Para o caso dos PC’s, os operadores necessitam de certo nível de 
especialização, pois além do software de controle de campo, existe o sistema operacional, 
driver´s e outros dispositivos que direta ou indiretamente influenciam no funcionamento 
geral do equipamento como por exemplo na velocidade de resposta a uma determinada 
situação. Existe também o limite de dispositivos de E/S que é diretamente proporcional a 
quantidade de slots (conectores) disponíveis na placa CPU ou a velocidade de comunicação 
da porta de controle, para o caso deste ser feito pelas portas seriais ou paralelas dos PC’s.
 
 
ALGUNS COMPARATIVOS ENTRE SISTEMAS 
 
 Alterações no sequenciamento, executadas rápidas e facilmente sem 
remanejamento de fios ; 
 Tamanho físico reduzido ; 
 Pequena dissipação térmica, aumentando a vida útil dos componentes ; 
 Baixo consumo de potência ; 
 Expansibilidade assegurada ; 
 Repetibilidade melhorada a nível de software ; 
 Confiabilidade aumentada ; 
 Manutenção simplificada ; 
 Tempo de projeto e de montagem diminuídos ; 
 Rapidez na posta em marcha ; 
 Maior segurança operacional ; 
 Eliminação das adaptações elétricas ; 
 Compatibilidade com computadores ; 
 Possibilidade de reconstituição da lógica do processo, a qualquer tempo, 
através da verificação do conteúdo das memórias; 
 Modularidade e operação local, sem a necessidade de enormes fiações 
pelo campo ; 
 Controle distribuído, possibilitando a manutenção de determinadas áreas 
do processo sem que todo ele seja interrompido. 
Arquitetura do PLC 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
4
 
Um controlador programável possui uma arquitetura básica que suporta os 
seguintes elementos, correspondente ao diagrama em blocos exposto abaixo : 
 
 Unidade Central de Processamento (CPU) ; 
 Memória ; 
 Fonte de alimentação ; 
 Interface de Entrada e Saída. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Terminal de 
 Programação 
 
 
 
 
ENTRADAS 
 
 
CPU 
SAÍDAS 
MEMÓRIA 
 
RAM 
 
INTERNA 
MEMÓRIA 
 
EEPROM 
 
EXTERNA 
FONTE DE 
ALIMENTAÇÃO 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
5
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO (CPU) 
 
 A CPU, Unidade Central de Processamento, é o componente 
principal do sistema. É ela que executa as operações aritméticas baseadas na memória de 
programa, lê os sinais provenientes das entradas, interpreta-os de acordo com o programa 
de controle e atualiza as saídas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A principal função do processador é comandar as atividades do 
sistema. Ele realiza estas funções interpretando e executando um conjunto de instruções 
próprias, definido como executivo, e um conjunto de instruções de programas de supervisão 
que estão permanentemente armazenados na memória. Este programa, permite ao 
processador, através de dispositivos próprios, comunicar-se com o terminal de programação 
ou outros periféricos quaisquer, inclusive com suas entradas e saídas controlando assim 
máquinas ou processos conforme o programa da aplicação. 
 São utilizados microprocessadores ou microcontroladores que são 
classificados de acordo com o tamanho da palavra manipulada por eles. Estes podem ser de 
8, 16, 32 e até 64 bits, e em alguns casos utiliza-se um coprocessador para aumentar a 
capacidade de recursos para cálculos aritméticos complexos. Tudo isso influi diretamente 
no tempo de processamento, de extrema importância em casos que necessitam de diminuto 
tempo de resposta. 
 Uma abordagem usando vários processadores ao mesmo tempo, 
podendo inclusive conter processadores remotos, é definida como multiprocessamento, e 
permite uma redução significativa no tempo de processamento. A técnica utiliza um ou 
mais processadores remotos e envolve também interfaces E/S inteligentes 
microprocessadas, memórias e um programa executivo exclusivo, para controle 
independente da CPU. 
 
SISTEMA DE VARREDURA 
 
 Também chamada de SCAN, a varredura é uma técnica de leitura e 
atualização das entradas e saídas, respectivamente, de acordo com o software de controle. 
 Durante a execução do programa, a CPU realiza a leitura das entradas 
e de acordo com as instruções do programa de controle do processo e somente após a 
execução deste, atualiza as saídas da maneira determinada pelo mesmo programa de 
controle do processo. 
 A técnica de varredura é realizada de acordo com a CPU, o tamanho 
da palavra de controle, instruções do programa, recursos de hardware e software entre 
outros fatores, de modo que o tempo de varredura pode ir de 1ms a 100ms. A velocidade de 
varredura, nos CP’s, é definida baseando-se na quantidade de memória utilizada, de acordo 
 
 
PROCESSADOR 
 
 
MEMÓRIA 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
6
com a extensão do programa de controle e na quantidade de periféricos. Logicamente o 
fabricante do CP determina o tempo de SCAN em função da quantidade máxima de 
utilização de memória e de dispositivos de E/S. 
 Sendo assim, o SCAN é o fator de monitoração do programa, onde o 
processador tem de comunicar a memória o que aconteceu com as entradas e instruir as 
saídas sobre o que deve ser feito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Conforme a figura acima, existem dois tipos de varredura : 
- Varredura de E/S ; 
- Varredura do programa usuário. 
 
 Durante o SCAN de E/S, a CPU transfere os dados dos periféricos de 
entrada para uma memória definida como tabela de imagem de entrada. Em seguida, realiza 
a varredura do programa do usuário e de acordo com a lógica atualiza os dados de saída na 
tabela de imagem de saída. Terminado o SCAN da lógica, os dados da tabela de saída serão 
enviados definitivamente às saídas, atualizando-as no campo. Logo em seguida, inicia-se o 
próximo processo de SCAN. 
 Alguns CP’s possuem instruções de interrupção da varredura do 
programa para entrada de dados e atualizações imediatas de saídas, usadas em situações 
críticas que necessitam de reações instantâneas. 
 A especificação do tempo de varredura é de importância extrema 
para a escolha do CP, pois ela define a rapidez com que o controlador vai reagir às entradas 
de campo e lógica de controle. Por exemplo, se um controlador tem um tempo de SCAN de 
20ms e necessita monitorar um sinal de entrada que pode mudar de estados 3 vezes em um 
período de 15ms, o sistema não funcionará de acordo com o esperado. 
 
 
 
 
 
SCAN Típico 
0,5 ms 
128 E/S 
Início do 
Programa de 
instruções 
Fim do 
Programa de 
instruções 
 
SCAN Típico no 
Programa do usuário 
5 ms / 1K 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
7
SISTEMA DE BARRAMENTOS 
 
 Também denominados via ou bus, podemos dizer que o barramento é 
um sistema de comunicação que liga os componentes da máquina, como a CPU, a 
memória, a lógica de controle e os dispositivos de E/S, fazendo com que a informação seja 
transportada por ele. Definimos então um sistema de barramento, como circuitos que 
conectam os componentes internos do CP. 
 A arquitetura começa com a interligação da CPU com a memória 
através do barramento do computador; em síntese, conjunto de “fios” num circuito 
impresso que interliga o microprocessador com os chips da memória. 
 
 Estes fios estão divididos em três conjuntos : 
- Data bus (Via de Dados) : Corresponde à palavra e por onde vão 
trafegar os dados ; 
- Address bus (Via de Endereços) : Por onde será enviada a localização 
(endereço) do dado na memória ; 
- Control bus (Via de Controle) : Faz a sincronização das vias anteriores. 
 
 Resumidamente, podemos dizer que a CPU envia diversos sinais 
eletrônicos que representam um número chamado de endereço de memória. A memória, 
por sua vez, recebe o endereço, determina qual é o valor armazenado no mesmo e o 
transmite para a CPU, operação esta denominada leitura. As vias por onde a CPU envia o 
endereço para a memória são chamadas de barramento de endereço e as vias por onde a 
memória envia o dado lido para a CPU são chamados barramento de dados, e pelo 
barramento de controle e que a memória é avisada se a operação requisitada pelo 
microprocessador é de leitura ou escrita. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CPU CLOCK 
 
 
Memória 
Data bus 
Address bus
Control bus
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
8
COMUNICAÇÃO COM OS PERIFÉRICOS DO SISTEMA E 
OUTROS SISTEMAS 
 
 
 Este tipo de comunicação envolve o compartilhamento de 
informações entre a CPU e periféricos de E/S ou ainda com outros sistemas 
microprocessados. Podemos tratar esses periféricos como locais (próximos do controlador) 
ou remotos (no campo). 
 A comunicação aos sistemas e equipamentos periféricos é feita ao 
iniciar cada processo de varredura, onde estão atualizadas as saídas. Esta comunicação, 
entre a CPU e os periféricos, é feita via interface ou adaptador E/S, geralmente localizado 
na CPU, e um módulo processadorE/S remoto localizado no rack ou chassis do sistema. Os 
meios de comunicação usados geralmente são pares de fios trançados, cabos coaxiais ou 
fibras ópticas, dependendo do controlador de distância . A taxa de transmissão de dados 
ocorre em altas velocidades e muitos equipamentos dispõem de um sistema de chaves para 
a escolha. O formato dos dados varia de acordo com a utilidade, precisão do equipamento e 
a tecnologia aplicada, porém, normalmente é feita em formato binário serial de um número 
fixo de dados (estados E/S), bits start e stop, e bits para detecção de erros. 
 
DETECÇÃO DE ERROS 
 
 O processador usa técnicas de detecção de erros para monitorar o 
estado funcional da memória, dos links de comunicações entre subsistemas periféricos e 
sua própria operação. As técnicas mais utilizadas para detecção de erros são a de paridade e 
checksum. 
 
- Paridade : 
 A paridade é a técnica mais comum de detecção de erros em 
transmissão ou armazenamento. Trata-se de uma técnica simples e por isso muito limitada. 
Quando esta técnica é usada na transmissão, o dado a ser transmitido é acrescido de um bit 
que indica se existe um numero par ou ímpar de bits iguais a 1. Este bit extra é chamado de 
bit de paridade, e pode ser colocado na posição mais significativa ou menos significativa 
da palavra de dados. 
 Existem 2 tipos de paridade, a par e a ímpar, que indicam que a 
palavra possui um número de 1’s par ou ímpar. 
 Suponha que o processados está transmitindo um dado de 8 bits 
(1011 0101) para um dispositivo periférico e a paridade impar deve ser usada. O número de 
1’s na palavra é 5 e portanto o bit de paridade a ser acrescido é 0 para que se tenha um 
número ímpar de 1’s. Assim o dado a ser transmitido é 0 1011 0101. Um erro é detectado 
na recepção, reconhecendo o bit de paridade e verificando se a palavra contém um numero 
ímpar de 1’s. 
 Este método é falho quando ocorre a mudança de dois bits 
sucessivamente, que indiciará a paridade correta porém o dado transmitido esta incorreto e 
o erro não é detectado. 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
9
- Checksum : 
 
 Muitas vezes, o bit acrescentado a cada palavra não é desejável, pois 
armazenando um bit extra a cada 8 bits, há uma perda considerável de capacidade de 
armazenamento de dados. Por esta razão o método de detecção de erros em um bloco de 
dados, conhecido como checksum é usado. 
 Este método atribui uma palavra que reflete as características das 
palavras de um bloco de dados, que é somada ao fim do bloco. Esta palavra é conhecida 
como caracter de check de bloco (BCC – Block Check Character). Este tipo é apropriado 
para detecção de erros em memória e é usualmente realizado na inicialização. 
 Existem dois tipos de checksum : O CRC, que é realizado por 
redundância cíclica, e o LRC, por redundância longitudinal. 
 O CRC realiza a adição de todas as palavras do bloco de dados e a 
soma resultante é armazenada na última localização. Durante a detecção de erros, todas as 
palavras do bloco são somadas e a adição da palavra final BCC deve tornar o resultado 0 
(zero). Um bloco de dados pode ser verificado por um simples checksum no resultado da 
soma. 
 O LRC é uma técnica baseada na operação OU-Exclusivo. A palavra 
BCC será o resultado de operações EXOR consecutivas entre as palavras do bloco, ou seja, 
o resultado da operação da 1ª com a 2ª palavra é feita a operação com a 3ª e assim 
consecutivamente até a última palavra. 
 
CORREÇÃO DE ERROS 
 
 Os controladores mais modernos possuem uma técnica de detecção e 
correção de erros mais confiável do que a convencional. A vantagem e a diferença deste 
método é a representação múltipla do mesmo valor. Se um bit muda, o valor permanece o 
mesmo. 
 O código de detecção e correção de erros mais comum é o código 
Hamming. O hardware usado para gerar e checar os códigos de Hamming são 
extremamente complexos e é necessário, essencialmente, a implementação de um conjunto 
de equações de correção de erros. 
 
MEMÓRIA 
 
 Sua característica funcional é armazenar informações que serão ou 
foram processadas pela UCP, ou seja, preservar os bits de informação de forma que eles 
possam ser reconhecidos e utilizados, ou seja, armazena dados que precisam se processador 
e resultados de processamentos. As informações podem entrar ou sair da memória 
conforme “autorização” do processador. 
 Assim, tem-se um dispositivo que armazena tudo ou praticamente 
tudo o que deve ser executado. Ela pode ser, e normalmente é, um canal de comunicação 
entre o microprocessador e seus periféricos. 
 Os diferentes tipos de memória do computador podem ser distintos 
de várias formas, por exemplo, em termos de possibilidade de acesso, função, tecnologia, 
capacidade de processamento e velocidade. 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
10
 Os sistemas de memória dos computadores costumam ser divididos 
em dois tipos : Primária e Secundária. 
 A memória principal, central ou primária também denominada 
interna, é composta de dois tipos de circuitos : 
 
 RAM – Random Acess Memory – Memória de acesso randômico e de conteúdo 
volátil, pois necessita de energia elétrica para manter as informações armazenadas. 
 ROM – Read Only Memory – Memória somente para leitura e de conteúdo 
permanente, geralmente gravada para armazenar parâmetros de fabrica do 
computador. 
 
 Existem ainda algumas outras variações destas memórias : 
 
 DRAM – Dynamic RAM – Memória convencional ; 
 SDRAM – Static RAM – Memória RAM mais veloz, usada em cache para diminuir 
o tempo de resposta do equipamento, normalmente utilizada em placas de vídeo ou 
auxilio a processadores ; 
 PROM – Programmable ROM – ROM programável pelo usuário por meio de um 
equipamento especial ; 
 EPROM – Erasable PROM – PROM reprogramável após ter seu conteúdo apagado 
por raios ultravioleta ; 
 EEPROM – Eletrically EPROM – Reprogramável por impulsos elétricos especiais. 
 
 Em síntese, as memórias do tipo RAM são aquelas que podem ter 
suas informações alteradas. Estas constituem a maior parte da memória interna do 
computador, nelas é que são armazenados programas e dados dos usuários. As memórias do 
tipo ROM possuem informações inalteráveis. Essas memórias possuem informações usadas 
pela máquina para que o seu perfeito funcionamento. As ROM’s são memórias não 
voláteis, ou seja, não perdem as informações quando desligamos o computador. 
 Conhecida também como secundária, externa ou de massa, os 
mecanismos de acesso (escrita/leitura) podem ser seqüenciais ou de acesso direto. Seus 
dados ficam off-line, não podendo ser acessados diretamente pelo processador, então, para 
que sejam usados, estes dados, necessitam ser transferidos para a memória principal. Como 
exemplos de memória auxiliar em computadores temos a fita magnética (acesso principal), 
disco flexível ou disquete (acesso direto), disco rígido, fita streamer, CD ROM e WROM 
(todos de acesso diretos). Em se tratando de CP’s as memórias externas mais comuns são 
utilizadas como expansão para programas de controle muito extensos ou memórias de 
acesso rápido, para diminuir o tempo de resposta do controlador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
11
ORGANIZAÇÃO DA MEMÓRIA 
 
 O controlador atribui a cada tipo e conteúdo de memória um 
endereço. Um diagrama de organização de memória é representado por um gráfico 
chamado mapa de memória e o conteúdo é armazenado, de acordo com um endereço 
lógico. 
 A generalização da organização da memória é válida, baseada no fato 
de que a maioria dos CP’s possuem parâmetros de armazenagem similares. Em geral, 
todos os CP’s devem ter áreas de memória destinadas ao programa executivo,área de 
trabalho do processador, tabela de dados e memória de aplicação. Um esboço de um mapa 
de memória pode ser observado abaixo : 
 
 
 Memória do Sistema 
 
 Memória de Aplicação 
 
 
 
- MEMÓRIA DE PROGRAMA 
 
 É uma área de memória que armazena permanentemente um conjunto 
de programas que fazem parte do sistema. Estes programas surpervisionam as atividades do 
sistema como a execução do programa de controle ou de aplicação, comunicação com 
dispositivos periféricos e outras atividades do sistema. 
 
- TABELA DE DADOS 
 
 Esta área é uma parte da memória de aplicação destinada a 
armazenamento de dados associados ao programa de controle, tais como valores de preset 
de contadores / temporizadores e qualquer constante ou variável que é utilizada pelo 
programa de controle ou da CPU. Esta tabela retém informações de todas as entradas 
conectadas ao sistema uma vez que elas foram lidas e as saídas do sistema após terem sido 
atualizadas pelo programa de controle. 
 
- SCRATCH PAD OU ÁREA DE TRABALHO DO 
PROCESSADOR 
 
 É uma área de acesso rápido para armazenamento de dados 
temporários, usados pela CPU para cálculos internos ou controle. Os dados que precisam 
ser rapidamente armazenados, são colocados nesta área evitando o tempo de acesso que 
está diretamente relacionado com a operação de acesso à memória principal. 
 
 
 
 
Memória de Programa 
Scratch Pad 
Tabela de E/S 
Tabela de Dados 
Programa de usuário 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
12
- MEMÓRIA DO SISTEMA 
 
 São definidas como memória do sistema as não acessíveis ao usuário, 
exclusivas ao uso do processador. A memória de programa e o Scratch Pad fazem parte da 
memória do sistema. 
 
- MEMÓRIA DE APLICAÇÃO 
 
 A memória de aplicação armazena as instruções do programa do 
usuário, que contém as instruções programadas pelo usuário, e todo e qualquer dado que 
será utilizado pelo processador para realizar as funções programadas. São partes desta área 
de memória, a Tabela de E/S, a Tabela de Dados e o Programa de usuário. A ilustração 
abaixo demonstra uma melhor divisão da memória de aplicação, onde pode ser vislumbrada 
a tabela de dados e o programa de usuário. 
 
 
 Tabela de dados 
 
 
 
Programa do usuário 
 
 
 A tabela de dados é uma área reservada ao processador, que aloca 
automaticamente uma certa quantidade de palavras para esta área. Seu conteúdo pode ser de 
dois tipos : 
- Estado : Informações do tipo ON/OFF representaddo por 0’s e 1’s ; 
- Número ou códigos : Informações representadas por um grupo de bits e 
armazenados em um byte ou palavra. 
 
 A tabela de dados pode ser funcionalmente dividida em tabelas de 
entrada e de saída, área interna de bits e de armazenamento de registros. 
 Tabela de entrada ou imagem das entradas é uma tabela que possui 
os dados de informações de estado das entradas, referentes a situação das entradas de uma 
varredura (SCAN). Cada bit correspondente a uma entrada, tratando-se de entradas 
discretas, portanto a tabela de entrada requer um número de bits correspondentes ao número 
de entradas. O mesmo, vale para a tabela de saída ou imagem das saídas. 
 A área de armazenamento interno de bits é uma área alocada pelo 
processador usada exclusivamente para propósitos internos. Estes bits são chamados de 
contatos auxiliares internos ou relés de controle interno, ou seja, a saída interna não 
controla diretamente um dispositivo na saída, mas são usadas sobretudo para 
intertravamento do programa de controle. As saídas dos contadores, temporizadores e 
outras saídas dos blocos funcionais são consideradas saídas internas. Cada saída interna, 
referenciada por um endereço no programa de controle, tem um bit armazenado no mesmo 
endereço. 
Tabela de entrada 
Tabela de saída 
Armazenamento de Bits 
Armazenamento de Registros 
Instruções do Programa de Controle
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
13
 Registros são palavras de memória destinadas a armazenar 
informações quantitativas. A área de armazenamento de registros é uma área definida na 
memória para localização dos registros. 
 
ESTRUTURA E CAPACIDADE DE MEMÓRIA 
 
 A expressão “Controlador Programável” implica que uma seqüência 
de instruções ou programas devem ser executados e dados devem ser manipulados. Uma 
análise e uma estrutura se tornam necessárias para o entendimento do funcionamento do 
controlador. É também de extrema importância a análise da memória do ponto de vista das 
especificações, pois através da interpretação das especificações do fabricante é possível 
verificar a possibilidade de aplicação de um controlador para uma determinada tarefa. 
 As características de armazenamento das diversas áreas da memória 
variam de acordo com funções e tipos de memória. Por exemplo, o executivo requer uma 
memória permanente, ou não volátil para armazenar instruções e não pode ser 
deliberadamente ou acidentalmente alterada por qualquer alteração de energia elétrica ou 
pelo usuário. As memórias de aplicação e scratch pad necessitam da realização de um 
refresh para não haver perda de dados, por se tratar de memórias do tipo volátil. 
 A memória do CP pode ser vuslaizada como um grande conjunto 
bidimensional de células unitárias de armazenamento, cada uma das quais armazenam uma 
única informação na forma de “1” ou “0”. É óbvio, portanto, que o sistema de numeração 
binário é usado para representar qualquer informação armazenada na memória. Como bit é 
o anacronismo para Binário DigiT e cada célula pode armazenar 1 bit, cada célula é 
chamada de bit. ( Um bit é a menor unidade de estrura de memória e armazena informações 
na forma de 1’s e 0’s. 
 A manipulação de mais de um bit se torna necessária ao processador 
e ao processo, devido a eficiência e rapidez, como a transferência de dados para ou da 
memória. Um grupo de bits possuem suas definições como 1 nible ou um byte, 4 e 8 bits 
respectivamente. Usa-se também para definir uma unidade de informação maior, a palavra, 
ou seja, um conjunto de bits que varia de acordo com o barramento do controlador. Há 
desde controladores com barramento de 1 como de 64 bits. 
 Alguns fabricantes costumam incluir na palavra de controle, 
juntamente com o byte, o bit de paridade e a instrução, sendo assim um grupo de 18 bits ( 
16 de informação e 2 de paridade ). Porém como a paridade é um procedimento interno, 
convém analizar somente a palavra de informação. A figura abaixo representa as estruturas 
de memória : 
 
1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 
BYTE BIT 
PALAVRA 
 
 A especificação da capacidade de memória do CP é de fundamental 
importância e é definida de acordo com a necessidade do hardware atual e possíveis 
expansões futuras, isso se o CP não possibilitar a expansão. 
 A capacidade de memória é expandível, hoje, na maioria dos 
controladores programáveis e geralmente é especificada pelo fabricante. Deve ficar claro 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
14
que esta especificação é também afetada pela complexidade do programa de controle. Se a 
aplicação requer manipulação e armazenamento de um número maior de dados, memórias 
adicionais são requeridas. Normalmente, instruções mais complexas que realizam 
operações aritméticas e manipulação de dados necessitam maior área de memória. 
 
INTERFACE DE ENTRADAS E SAÍDAS 
 
 O sistema de entrada/saída fornece a conexão física entre os 
equipamentos periféricos e a CPU. Atarvés de circuitos de interface, pode-se sensorear ou 
medir quantidades físicas independente da máquina ou do processo, tais como proximidade, 
posição, movimento, nível, temperatura, pressão, corrente e tensão. Utilizando os 
dispositivos periféricos conectados ao sistema de saída. Estesdispositivos podem ser 
válvulas, motores, bombas, alarmes entre outros. 
 Os primeiros CP eram limitados a interfaces de entradas/saídas 
discretas que só permitiam a conexão com dispositivos de controle ON/OFF, o que em 
muitas aplicações permitia ao processador somente um controle parcial do sistema. 
 Os CP’s modernos utilizam tanto entradas e saídas digitais como 
analógicas, o que permite uma aplicação em qualquer tipo de controle, com níveis 
analógicos de tensão que variam de fabricante para fabricante, sendo muito utilizados 
valores de 0 a 10 e 1 a 5 volts e níveis de corrente de 4 a 20ma. 
 Utilizam-se, como já dito, interfaces locais (próximas ao controlador) 
e remotas (no campo). Para módulos locais e remotos usa-se respectivamente, por exemplo, 
as interfaces RS232 que permite conexão até 15 metros, e a interface RS485, que permite 
conexões a até 1200 metros. 
 
- ENTRADAS E SAÍDAS DISCRETAS OU DIGITAIS 
 
 A classe mais simples e comum de interface de entradas e saídas são 
do tipo discretas, também chamadas como digitais. As características digitais limitam a 
interface a sensorar entradas que sejam essencialmente uma chave que está aberta ou 
fechada, e controlar saídas, que somente requerem comutação em dois estados, tais como 
ON/OFF ou FECHADO/ABERTO. 
 
- Dispositivos de entrada : Chaves seletoras, push bottons, fotoelétricos, chaves limites, 
contatos de relés, chaves de nível, chaves de proximidade, etc... 
- Dispositivos de saída : Alarmes, relés de controle, contatores, lâmpadas, buzinas, 
válvulas solenóides, etc... 
 Cada entrada ou saída é alimentada por uma fonte que pode ser ou 
não da mesma amplitude (120 VAC, 24 VDC). Por esta razão, circuitos de interface são 
disponíveis para vários valores de tensão AC e DC, como mostra a tabela abaixo : 
 
ENTRADAS SAÍDAS 
24 V AC/DC 12-48 V AC 
48 V AC/DC 12-48 V AC 
110/220 V AC/DC 110/220 V AC 
Nível TTL 110/220 V AC 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
15
 Quando em operação, se a chave de entrada é fechada, a interface de 
entrada verifica seu estado sensoreando a tensão fornecida e a converte em um sinal 
aceitável para o processador indicando o estado do dispositivo. Um estado lógico 1 indica 
um estado ON ou fechado do dispositivo externo e um estado lógico 0 indica um estado 
OFF ou aberto do dispositivo. 
 Em operação, o circuito de interface de saída comuta a tensão 
fornecida para energizar ou desernergizar o dispositivo. 
 
- ENTRADA AC/DC 
 
 Os circuitos, apresentados de acordo com a figura 1, podem variar de 
fabricante para fabricante, porém operam de maneira similar como descrito abaixo. 
 O circuito de entrada é composto por duas seções principais : 
potência e lógica. Estas duas seções são normalmente desacopladas eletricamente por um 
circuito isolador. 
 A seção de potência basicamente realiza a função de conversão da 
tensão de entrada para um nível DC compatível com a interface. Após o retificador, o sinal 
DC passa por um circuito de filtro que elimina o ruído elétrico e realiza o antibouce do 
sinal de entrada. Este filtro provoca um atraso de 9~25ms. O circuito detetor de nível 
detecta quando o sinal atinge o nível de tensão especificado para o nível lógico. Se o sinal 
excede e permanece acima do limite de tensão por um tempo mínimo igual ao atraso do 
filtro, o sinal é reconhecido como uma entrada válida. 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 – Diagrama em Blocos para o Circuito de Entrada AC/DC 
 
 Quando um sinal válido é detectado, o circuito gera um sinal na seção 
lógica completando assim uma transição eletricamente isolada de um sinal AC para o nível 
lógico correspondente. O sinal DC na seção lógica fica disponível para o processador 
através de seu barramento de dados. 
 
 
Retificador 
Em 
Ponte 
Filtro 
E 
Antibounce 
Detetor 
De 
Nível 
 
ISOLADOR 
 
Lógica 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
16
 A maioria dos cartões de entrada utilizam um indicador (led ou neon) 
para indicar a presença do sinal de entrada. O indicador acesso indica que a chave 
correspondente está fechada. 
 O circuito de entrada DC apresenta uma estrutura similar ao circuito 
AC, porém não há a necessidade de ser feita a conversão AC/DC. Da mesma forma, o 
circuito apresenta na sua parte frontal, uma lâmpada neon, que indica a energização ou não 
do dispositivo a ele conectado. A quantidade de circuitos de entrada é, nos dois casos, 
determinada pelo número de canais de entrada. 
 
- MÓDULO DE ENTRADA ELETRÔNICO 
 
 O módulo de entrada eletrônica fornece a interface entre chaves 
eletrônicas de alta velocidade, foto-células e sinais TTL entre outros, e o níveis lógicos 
exigidos pelo controlador programável. Todos os módulos contém os circuitos para duas 
entradas individualmente isoladas. O módulo aceita sinais de nível TTL e CMOS. Ele 
também aceitará um pulso com duração de 70 µs ou mais e reterá os dados do pulso pelo 
tempo de uma varredura. Será aceito um pulso para cada varredura do controlador. Em 
qualquer situação, o sinal de entrada deve ser de tensão DC na faixa de 3,5 a 24 volts. A 
isolação elétrica entre o sinal de entrada e a lógica é feita pelo uso de optoacopladores. 
 
- MÓDULOS DE SAÍDA ELETRÔNICO 
 
 De forma similar ao circuito de entrada, o circuito de saída é 
composto por duas seções principais acopladas por um circuito isolador. Durante uma 
operação normal, o processador envia para o circuito lógico o estado que determinada saída 
deve assumir de acordo com a lógica do programa. Se a saída é energizada, o sinal lógico 1 
proveniente do processador alimenta a seção lógica de forma a energizar o dispositivo de 
campo. 
 
 O circuito de saída DC tem uma operação funcional análogo ao da 
saída AC, porém, o circuito de potência geralmente emprega um transistor de potência para 
chavear a carga. 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
17
- MÓDULOS DE SAÍDA A RELÉS 
 
 Os módulos de saída a relé permitem que dispositivos de campo 
sejam comutados por contatos NA e NF de relés. Os contatos podem ser usados para 
comutar cargas AC ou DC. Entretanto são mais utilizados em aplicações como, comutação 
de pequenas correntes a baixas tensões, interface para controle de diferentes níveis de 
tensão, combinação lógica de relé de controle de motor com a lógica do controlador 
mantendo a isolação elétrica entre os dois tipos de controle. 
 
- ENTRADAS E SAÍDAS DE DADOS NUMÉRICOS 
 
 Normalmente, a interface para dados numéricos pode ser classificada 
em dois grupos, sendo eles o grupo direcionado a dispositivos digitais multi-bit e outro para 
dispositivos analógicos. 
 A multi-bit permite que um conjunto de bits possa ser tratado como 
uma única unidade de entrada ou saída, por exemplo como entrada e saída BCD. Este tipo 
de interface vem continuamente perdendo mercado devido a evolução das interfaces 
homem-máquina. 
 A interface analógica permite que grandezas analógicas possam ser 
lidas pelo controlador ou que o controlador possa modificar uma grandeza analógica 
atuando em dispositivos periféricos especiais. 
 Abaixo é apresentada uma tabela onde são listados alguns 
dispositivos de entradas e saídas numéricas : 
ENTRADAS SAÍDAS 
Transdutor de temperatura Válvulas proporcionais 
Transdutor de pressão Atuadores 
Células de carga Registradores 
Transdutor de umidade Driver de motores 
Transdutores de fluxo Medidores analógicos 
Chaves thumbwheel Display de 7 segmentos 
Leitoras de códigos de barras Painéis inteligentes 
 
- ENTRADAS ANALÓGICAS 
 
 A interface de entrada analógica contém os circuitos necessários para 
aceitar sinais analógicos de tensão ou corrente provenientes de dispositivos de campo. O 
sinal de entrada é convertidopara um código digital proporcional ao valor analógico, por 
um conversor analógico-digital. O código digital gerado é armazenado na memória do 
controlador como um registro para uso posterior. 
 O valor analógico é expresso em um valor BCD em uma faixa que 
dependerá da implementação realizada pelo fabricante. Por exemplo, um valor analógico de 
tensão de 0 a 5 volts ou de corrente de 4 a 20 mili Ampéres, porém ser representados 
respectivamente em valores digitais nas faixas, de 0000 a 0255 e de 0000 a 9999. 
 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
18
- SAÍDAS ANALÓGICAS 
 
 A interface de saída analógica recebe do processador dados digitais 
que são convertidos em valores proporcionais de corrente ou tensão aplicados nos 
dispositivos de campo. A interface contém um conversor digital-analógico e realiza a 
isolação através de foto-acopladores. 
 
- ENTRADAS E SAÍDAS BCD 
 
 A entrada para registro ou interface de entrada BCD fornece uma 
comunicação paralela entre o processador e dispositivos de entrada numéricos. Esta 
interface é geralmente utilizada para entrada de parâmetros em localizações específicas na 
memória chamada de registros. Os parâmetros de entrada típicos são valores presets de 
temporizadores, contadores e valores set-points. 
 Esta interface geralmente aceita tensões na faixa de 5 VDC (TTL) a 
24 VDC e são agrupados em um módulo contendo 16 ou 32 entradas que corresponde a 1 
ou 2 registros I/O. 
 
- MÓDULOS DE ENTRADA E SAÍDA ESPECIAIS 
 
 Os módulos descritos anteriormente são os mais aplicados em 
associações com CP’s. Em muitas aplicações são necessários módulos especiais, tais como, 
interfaces para sensores, geração de mensagens, etc. São também definidos, esses módulos, 
como inteligentes, os quais são incorporados ao microprocessador de forma que a tarefa a 
ser realizada fica independente da varredura do processador. Dentre outros, estes módulos 
podem ser de entrada para termopar, PT100, célula de carga, Módulo PID e outros. 
 
- ENTRADAS E SAÍDAS REMOTAS 
 
 Em sistemas de maior porte é usual a instalação de módulos de 
entradas/saídas distante do CP. Um subsistema de I/O remoto é composto por fontes de 
alimentação, módulos I/O e adaptadores de comunicação. 
 Existem duas formas de conexão dos racks remotos ao processador, 
configuração em barramento ou em estrela. A distância em que o rack remoto pode ser 
colocado em relação ao processador depende da configuração e das especificações do 
fabricante. 
 
- INTERFACES HOMEM-MÁQUINA (IHM) 
 
 As interfaces homem-máquina, como o próprio nome sugere, é um 
equipamento que permite uma maior interação do operador ou programador com o CLP, e 
podem ser tanto locais quanto remotas. Alguns exemplos destes dispositivos são os teclados 
alfanuméricos, painel de programação com possibilidade de simulação de I/O, painel de 
monitoração com software supervisório, plotador digital de gráfico do processo. 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
19
DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SAÍDA 
 
SENSORES 
 
 São dispositivos que mudam seu comportamento sob a ação 
de uma grandeza física, podendo fornecer diretamente ou indiretamente um sinal que indica 
esta grandeza. Quando operam diretamente, convertendo uma forma de energia neutra, são 
chamados transdutores. Os de operação indireta, alteram suas propriedades, como a 
resistência, a capacitância ou a indutância, sob ação de uma grandeza, de forma mais ou 
menos proporcional. 
O sinal de um sensor pode ser usado para detectar e corrigir 
desvios em sistemas de controle e nos instrumentos de medição, que freqüentemente estão 
associados aos processos de malha aberta, orientando o usuário. 
 
* Sistema de controle em malha aberta : quando o sensor não é realimentado pela resposta 
direta de sua ação sob o processo. 
* Sistema de controle em manha fechada : quando o sensor é realimentado pela resposta 
direta de sua ação sob o processo. 
 
- Características : 
 
- Linearidade : É o grau de proporcionalidade entre o sinal gerado e a 
grandeza física resultante. Quanto maior, mais fiel é a resposta do sensor 
ao estímulo. Os sensores mais usados são os mais lineares, conferindo 
mais precisão ao processo. Os sensores não lineares são usados em faixas 
limitadas, em que os desvios são aceitáveis, ou com adaptadores 
especiais, que corrigem o sinal. 
- Faixa de atuação : É o intervalo de valores da grandeza em que pode ser 
usado o sensor, sem destruição ou imprecisão. (Range) 
- Sinal de entrada : É o tipo específico de grandeza física que será medido, 
por exemplo temperatura, pressão, vazão, diâmetro e outros. 
- Sinal de saída : É a grandeza física necessária para se alimentar os 
controladores ou indicadores do processo, por exemplo 4-20ma, 1-10vcc, 
0-5vcc e outros. 
 
 
- Temperatura : 
 
- Conceito : 
 
O objetivo de se medir e controlar as diversas variáveis físicas em processos 
industriais é obter produtos de alta qualidade, com melhores condições de rendimento e 
segurança, a custos compatíveis com as necessidades do mercado consumidor. 
Nos diversos segmentos de mercado, sejam estes químicos, petroquímico, siderúrgico, 
cerâmico, farmacêutico, vidreiro, alimentício, papel e celulose, hidrelétrico, nuclear entre 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
20
outros, a monitoração da variável Temperatura é fundamental para a obtenção do produto 
final especificado. 
 
- Definição de Temperatura e Calor 
 
Todas as substâncias são constituídas de pequenas partículas, moléculas e 
que se encontram em contínuo movimento. Quanto mais rápido o movimento das 
moléculas, mais quente se apresenta o corpo e quanto mais lento mais frio se apresenta o 
corpo. Então define-se temperatura como o grau de agitação térmica das moléculas. Calor é 
energia em trânsito ou a forma de energia que é transferida através da fronteira de um 
sistema em virtude da diferença de temperatura. 
 
- Escalas da Temperatura 
 
A primeira escala de temperatura foi a de Farenheit em 1714, no qual 
convencionou 32ºF para a temperatura de congelamento de uma mistura entre gelo e 
amônia e 212ºF para a temperatura de ebulição da água. A diferença entre estes pontos foi 
dividida em 180 partes iguais a qual se deu o nome de grau Farenheit. 
Mais tarde, Celsius tomando os mesmos dois pontos, definiu 0ºC para o 
congelamento da água e 100ºC para a ebulição da água, ambas à pressão atmosférica, a qual 
se deu o nome de graus Celsius ou Centrígrados. 
No princípio de 1800, Thonsom (Lord Kelvin) desenvolveu uma escala 
termodinâmica universal, baseada no coeficiente de expansão de um gás ideal. Kevin 
estabeleceu o conceito de Zero Absoluto e a sua escala permanece como padrão para a 
termometria moderna. Zero absoluto ou Zero Kevin é a menor temperatura que um corpo 
pode alcançar, 0 K equivale a -273,15ºC. 
As equações de conversão das unidades mais usadas na termometria são: 
 
ESCALA EQUAÇÃO 
ºC (Celsius) ( ºF - 32 ).5/9 
ºF (Farenheit) 9/5.ºC + 32 
K (Kelvin) ºC + 273,15 
ºC (Celsius) K - 273,15 
ºR (Rankine) ºF + 459,67 
ºRe (Réamur) 4/5.ºC 
 
* As escalas Rankine e Réamur são poucos utilizadas. 
 
 
 
- Escala Internacional de Temperaturas (ITS-90) 
 
Para melhor expressar as leis da termodinâmica, foi criada uma escala 
baseada em fenômeno de mudança de estado físico de substâncias puras, que ocorrem em 
condições únicas de temperatura e pressão. São chamados de pontos fixos de temperatura. 
Chama-se esta escala de IPTS - Escala Prática Internacional de Temperatura. A primeira 
escala prática internacional de temperatura surgiu em 1920, modificada em 1948 (IPTS-
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência nãodeve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
21
48). Em 1960 mais modificações foram feitas e em 1968 uma nova Escala Prática 
Internacional de Temperatura foi publicada (IPTS-68). 
A ainda atual IPTS-68 cobre uma faixa de -259,34 a 1064,34ºC baseada em 
pontos de fusão, ebulição e pontos triplos de certas substâncias puras como por exemplo, o 
ponto de fusão de alguns metais puros. Hoje já existe a ITS-90 Escala Internacional de 
Temperatura, definida em fenômenos determinísticos de temperatura e que definiu alguns 
novos pontos fixos de temperatura. 
 
Pontos Fixos IPTS-68 IPTS-90 
Ebulição do Oxigênio -182,962ºC -182,954ºC 
Ponto Triplo da Água +0,010ºC +0,010ºC 
Solidificação do Estanho +231,968ºC +231,928ºC 
Solidificação do Zinco +419,580ºC +419,527ºC 
Solidificação do Prata +961,930ºC +961,780ºC 
Solidificação do Ouro +1064,430ºC +1064,180ºC 
 
- Normas e Padrões Internacionais 
 
Com o desenvolvimento tecnológico diferente em diversos paises, criou-se 
uma série de normas e padronizações, cada um atendendo a uma dada região. As mais 
importantes são: 
 
Norma Origem 
ISA Americana 
DIN Alemã 
JIS Japonesa 
BS Inglesa 
UNI Italiana 
 
Para atender as diferentes especificações técnicas na área da termometria, 
cada vez mais se somam os esforços com o objetivo de se unificar estas normas. Para tanto, 
a Comissão Internacional Eletrotécnica - IEC, vem desenvolvendo um trabalho junto aos 
paises envolvidos neste processo normativo, não somente para obter normas mais 
completas e aperfeiçoadas mas também de prover meios para a internacionalização do 
mercado de instrumentação. 
Como um dos participantes desta comissão, o Brasil, através da Associação 
Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, está também diretamente interessado no 
desdobramento deste assunto e vem adotando tais especificações como Normas Técnicas 
Brasileiras 
 
 
 
 
 
 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
22
SENSORES DE TEMPERATURA 
 
- NTC e PTC : 
 
 São componentes eletrônicos que variam sua resistência em função da 
temperatura. 
O NTC (Negative Temperature Coeficient), Coeficiente Negativo de 
Temperatura), tem resistência inversamente proporcional à temperatura, ou seja, quando a 
temperatura sobe sua resistência diminui. Ele é feito de compostos semicondutores, como 
os óxidos de ferro, magnésio e cromo. Segue então a equação abaixo: 
 
R = A e B/T 
 
Onde, A e B são coeficientes que variam com a composição química e "E" é 
o número de Neper (2.718), T é a temperatura, em graus Kelvin. Sua curva característica é, 
então, exponencial decrescente. Devido a seu comportamento não linear, o NTC é utilizado 
numa faixa (range) pequena de temperatura, em que a curva fica próxima de uma reta ou 
com uma rede de linearização. Normalmente, o NTC é empregado em temperaturas de até 
150º C. 
O PTC (Positive Temperature Coeficient) tem resistência proporcional à 
temperatura e atua numa faixa restrita. A variação da resistência é maior que a de um NTC, 
na mesma faixa. Seu uso é mais freqüente como sensor de sobre-temperatura, em sistemas 
de proteção, por exemplo, de motores. 
 
- Diodos : 
 
O diodo comum de silício, polarizado diretamente com corrente de 1mA, 
tem queda de tensão próxima de 0.62Vcc, a 25oC. Esta tensão cai aproximadamente 2mV 
para cada ºC de aumento na temperatura, portanto sua curva pode ser estimada pela 
equação: 
 
Vd = A - BT 
 
A e B variam um pouco conforme o diodo. Esta equação é de uma reta, e 
vale até próximo de 125 ºC (limite de temperatura para o silício). O diodo é encontrado em 
sistemas de controle e termômetros de baixo custo e razoável precisão. 
 
 
- Termopares : 
 
Os termopares são os sensores de maior uso industrial para medição de 
temperatura. Eles cobrem uma faixa bastante extensa de temperatura que vai de -200 a 
2300ºC aproximadamente, com uma boa precisão e repetibilidade aceitável, tudo isto a um 
custo que se comparado com outros tipos de sensores de temperatura são mais econômicos. 
O fenômeno da termoeletricidade foi descoberto em 1821 por T. J. Seebeck, 
quando ele notou que em um circuito fechado formado por dois condutores metálicos e 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
23
distintos A e B, quando submetidos a um diferencial de temperatura, entre as suas junções, 
ocorre uma circulação de corrente elétrica ( i ). 
 
A existência de uma força eletro-motriz (F.E.M.) entre A e B no circuito é 
conhecida como Efeito Seebeck, e este se produz pelo fato de que a densidade de elétrons 
livres num metal, difere de um condutor para outro e depende da temperatura. 
Quando este circuito é interrompido, a tensão do circuito aberto (Tensão de Seebeck ) 
torna-se uma função das temperaturas das junções e da composição dos dois metais. 
 
 
Denominamos a junção na qual está submetida à temperatura a ser medida 
de Junção de Medição (ou junta quente) e a outra extremidade que vai se ligar no 
instrumento medidor de junção de referência (ou junta fria). Quando a temperatura da 
junção de referência (Tr) é mantida constante, verifica-se que a F.E.M. térmica é uma 
função da temperatura da junção de medição (T1). Isto permite utilizar este circuito como 
um medidor de temperatura, pois conhecendo-se a Tr e a F.E.M. gerada, determina-se a T1. 
 
 
abaixo, a Curva de Correlação F.E.M. x Temperatura dos Termopares 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
24
Então, por definição o aquecimento de dois metais diferentes com 
temperaturas diferentes em suas extremidades, gera o aparecimento de uma F.E.M. (da 
ordem de mV). Este princípio conhecido com efeito Seebeck propiciou a criação e 
utilização de termopares para medição de temperatura. 
 
Um termopar ou par termométrico é constituído de dois condutores 
metálicos de natureza distinta, na forma de metais puros ou ligas homogêneas. Os fios são 
soldados em um extremo ao qual se dá o nome de junção de medição (junta quente); a outra 
extremidade, junção de referência (junta fria) é levada ao instrumento medidor por onde 
flui a corrente gerada. Convencionou-se dizer que o metal A é positivo e B é negativo, pois 
a tensão e corrente geradas são na forma contínua (cc). 
 
LEIS DO CIRCUITO TERMOELÉTRICO 
 
- Circuito Homogêneo : 
 
A F.E.M. gerada por um termopar depende única e exclusivamente da 
composição química dos dois metais e das temperaturas entre as duas junções; ou seja, a 
tensão gerada independe do gradiente de temperatura ao longo dos fios. 
 
 
Uma aplicação desta lei é que podemos medir temperaturas em pontos bem 
definidos com os termopares, pois o importante é a diferença de temperatura entre as suas 
junções. 
 
- Metais Intermediários : 
 
A F.E.M. gerada por um par termoelétrico não será alterada se inserirmos em 
qualquer ponto do circuito, um metal genérico diferente dos que compõem o sensor, desde 
que as novas junções formadas sejam mantidas na mesma temperatura. 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
25
Uma aplicação prática desta lei é o uso dos contatos de latão ou cobre no 
bloco de ligação, para a interligação do termopar ao seu cabo. 
 
- Temperaturas Intermediárias : 
 
A F.E.M. gerada em um circuito termoelétrico com suas junções às 
temperaturas T1 e T3 respectivamente, é a soma algébrica de F.E.M. gerada com as junções 
às temperaturas T1 e T2 e a F.E.M. do mesmo circuito com as junções às temperaturas de 
T2 e T3. 
 
Uma conseqüência desta lei é o uso dos cabos compensados, que tendo as 
mesmas características termoelétricas do termopar, podem ser introduzidos no circuito sem 
causar erros no sinal gerado. 
 
COMPENSAÇÃODA TEMPERATURA AMBIENTE (Tr) 
 
Como dito anteriormente, para se usar o termopar como medidor de 
temperatura, é necessário conhecer a F.E.M. gerada e a temperatura da junção de referência 
Tr, para sabermos a temperatura da junção de medição T1. 
 
E = ET1 - ETr 
 
Portanto não podemos encontrar a temperatura T1 a não ser que saibamos 
quanto é a temperatura Tr. Uma maneira de se determinar a temperatura Tr (ponto de 
conexão do termopar ao instrumento de medida) é força-la para um valor conhecido, como 
por exemplo 0ºC. 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
26
 
 
Ao colocarmos as extremidades do termopar a zero graus (banho de gelo), o 
sinal gerado pelo sensor só dependerá da temperatura T1 do meio a ser medido, pois a 
tensão gerada a 0º é zero em mV. Então a F.E.M. lida no instrumento será diretamente 
proporcional à temperatura T1 (junção de medição). 
 
O banho de gelo ainda é muito usado em laboratórios e indústrias, pois consiste num 
método relativamente simples e de grande precisão. Hoje dispositivos alternativos foram 
desenvolvidos para simular automaticamente uma temperatura de 0ºC, chamada de 
compensação automática da junção de referência ou da temperatura ambiente. Nestes 
instrumentos encontra-se um sensor de temperatura que pode ser um resistor, uma termo-
resistência, termistor, diodo, transistor ou mesmo um circuito integrado que mede 
continuamente a temperatura ambiente e suas variações, adicionando o sinal que chega do 
termo-sensor uma mV correspondente à diferença da temperatura ambiente para a 
temperatura de 0ºC. 
 
 
Termopar tipo K sujeito a 
100ºC na junção de 
medição e 25ºC na 
borneira do instrumento 
(junção de referência) 
 
 
Se não existisse a compensação, o sinal de 3,095V seria transformado em 
indicação de temperatura pelo instrumento e corresponderia a aproximadamente 76ºC; bem 
diferente dos 100ºC ao qual o termopar está submetido (erro de -24ºC). Como no 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
27
instrumento medidor, está incorporado um sistema de compensação da temperatura 
ambiente, este gera um sinal como se fosse um outro termopar que chamamos de E1. 
 
 
O sinal total que será convertido em temperatura pelo instrumento será a 
somatória do sinal do termopar e da compensação, resultando na indicação correta da 
temperatura na qual o termopar está submetido (independendo da variação da temperatura 
ambiente). 
 
A indicação no instrumento será de 100ºC, que é a temperatura do processo 
(junção de medição do termopar). 
 
- Conversão de Tensão para Temperatura : 
 
A relação F.E.M. x temperatura de um termopar não é linear, o instrumento 
indicador deve de algum modo linearizar o sinal gerado pelo sensor. No caso de alguns 
instrumentos analógicos (como registradores), a escala gráfica do instrumento não é linear 
acompanhando a curva do termopar; e em instrumentos digitais usa-se a tabela de 
correlação F.E.M. x temperatura, armazenada em memória ou uma equação matemática 
que descreve a curva do sensor. Esta equação é um polinômio, que depende da precisão 
requerida, pelo fabricante do instrumento, pode alcançar uma ordem de até 9º grau. 
 
A equação matemática genérica de um termopar é a seguinte : 
 
 
 
 
 
 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
28
 
Listamos abaixo os coeficientes de vários tipos de termopares : 
 
 
 
- Tipos e Características dos Termopares : 
 
Foram desenvolvidas diversas combinações de pares de ligas metálicas com 
o intuito de se obter uma alta potência termoelétrica (mVºC) para que seja detetável pelos 
instrumentos de medição, aliando-se ainda às características de homogenidade dos fios, 
resistência à corrosão, relação razoavelmente linear entre temperatura e tensão entre outros, 
para que se tenha uma maior vida útil do mesmo. Podemos dividir os termopares em três 
grupos: 
- Termopares de Base Metálica ou Básicos ; 
- Termopares Nobres ou a Base de Platina ; 
- Termopares Novos . 
 
Os termopares de base metálica ou básicos são os termopares de maior uso 
industrial, em que os fios são de custo relativamente baixo e sua aplicação admite um limite 
de erro maior. As nomenclaturas adotadas estão de acordo com as normas IEC 584-2 de 
julho de 1982. 
 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
29
• Tipo T : 
 
- Composição: Cobre (+) / Cobre - Níquel (-). O fio negativo (liga) cobre-
níquel é conhecido comercialmente como Constantán. 
- Faixa de Utilização: -200 a 350ºC 
- Características: Estes termopares são resistentes a corrosão em 
atmosferas úmidas e são adequados para medidas de temperaturas abaixo 
de zero. Seu uso no ar ou em ambientes oxidantes é limitado a um 
máximo de 350ºC devido a oxidação do fio de cobre. Podem ser usados 
em atmosferas oxidantes (excesso de oxigênio), redutoras (rica em 
hidrogênio, monóxido de carbono) e no vácuo; na faixa de -200 a 350ºC. 
- Identificação da polaridade: O cobre (+) é avermelhado e a liga de cobre 
- níquel (-) não. 
- Aplicação: Sua maior aplicação está em indústrias de refrigeração e ar 
condicionado e baixas temperaturas em geral. 
 
• Tipo J : 
 
- Composição: Ferro (+) / Cobre - Níquel (-). O fio negativo cobre - níquel 
é conhecido comercialmente como constantan. 
- Faixa de utilização: -40 a 750ºC 
- Características: Estes termopares são adequados par uso no vácuo, em 
atmosferas oxidantes, redutoras e inertes. A taxa de oxidação do ferro é 
rápida acima de 540ºC e o uso em tubos de proteção é recomendado para 
dar uma maior vida útil em altas temperaturas. 
O termopar do tipo J não deve ser usado em atmosferas sulfurosas 
(contém enxofre) acima de 540ºC. O uso em temperaturas abaixo de 0ºC 
não é recomendada, devido à rápida ferrugem e quebra do fio de ferro, o 
que torna seu uso em temperaturas negativas menor que o tipo T. 
Devido a dificuldade de obtenção de fios de ferro com alto teor de 
pureza, o termopar tipo J tem custo baixo e é um dos mais utilizados 
industrialmente. 
- Aplicação: Indústrias em geral em até 750ºC. 
 
• Tipo E : 
 
- Composição: Níquel - Cromo (+) / Cobre - Níquel (-). O fio positivo 
níquel-cromo é conhecido comercialmente como Cromel e o negativo 
cobre-níquel é conhecido como Constantan. 
- Faixa de utilização: -200 a 900ºC 
- Características: Estes termopares podem ser utilizados em atmosferas 
oxidantes e inertes. Em atmosferas redutoras, alternadamente oxidante e 
redutora e no vácuo, não devem ser utilizados pois perdem suas 
características termoelétricas. É adequado para uso em temperaturas 
abaixo de zero, desde que não esteja sujeito a corrosão em atmosferas 
úmidas. O termopar tipo E é o que apresenta maior geração de V/ºC do 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
30
que todos os outros termopares, o que o torna útil na detecção de 
pequenas alterações de temperatura. 
- Identificação da Polaridade: O níquel - cromo (+) é mais duro que o 
cobre - níquel (-). 
- Aplicação: Uso geral até 900ºC. 
 
Nota: Os termopares tipo T, J e E tem como fio negativo a liga constantan, 
composto de cobre e níquel, porém a razão entre estes dois elementos varia 
de acordo com as características do fio positivo (cobre, ferro e níquel - 
cromo). Portanto a constantan do fio negativo não deve ser intercambiado 
entre os três tipos de termopares. 
 
• Tipo K : 
 
- Composição: Níquel - Cromo (+) / Níquel - Alumínio (-) O fio positivo 
níquel - cromo é conhecido comercialmente como Cromel e o negativo 
níquel - alumínio é conhecido como Alumel. O alumel é uma liga de 
níquel, alumínio,manganês e silício. 
- Faixa de utilização: -200 a 1200ºC 
- Características: Os termopares tipo K são recomendáveis para uso em 
atmosferas oxidantes ou inertes no seu range de trabalho. Por causa de 
sua resistência em oxidação, são melhores que os tipos T, J e E e por 
isso são largamente usados em temperaturas superiores a 540ºc. Podem 
ser usados ocasionalmente em temperaturas abaixo de zero graus. 
O termopar de Níquel - Cromo (ou Cromel) / Níquel - Alumínio (ou 
Alumel) como também é conhecido, não deve ser utilizado em: 
1. Atmosferas redutoras ou alternadamente oxidante e redutora. 
2. Atmosferas sulfurosas, pois o enxofre ataca ambos os fios e causa 
rígida ferrugem e quebra do termopar. 
3. Vácuo, exceto por curtos períodos de tempo, pois o cromo do 
elemento positivo pode vaporizar causando descalibração do 
sensor. 
4. Atmosferas que facilitem a corrosão chamada de "Green-Root", 
ou oxidante verde, ocorre quando a atmosfera ao redor do 
termopar contém pouco oxigênio, como por exemplo dentro de 
um tubo de proteção longo, de pequeno diâmetro e não ventilado. 
Quando isto acontece os fios ficam esverdeados e quebradiços, 
ficando o fio positivo (cromel) magnético e causando total 
descalibração e perdas de suas características. O green-root pode 
ser minimizado aumentando o fornecimento de oxigênio através 
do uso de um tubo de proteção de maior diâmetro ou usado um 
tubo ventilado. Outro modo é de diminuir a porcentagem de 
oxigênio para um valor abaixo da qual proporcionará a corrosão. 
Isto é feito inserindo-se dentro do tubo um "getter" ou elemento 
que absorva o oxigênio e vedando-se o tubo. O "getter" pode ser 
por exemplo uma pequena barra de titânio. 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
31
- Identificação da Polaridade: O Níquel - Cromo (+) não atrai ímã e o 
Níquel - Alumínio (-) é levemente magnético. 
- Aplicação: É o termopar mais utilizado na indústria em geral devido a 
grande faixa de atuação até 1200ºC. Os termopares nobres são aqueles 
cujas ligas são constituídas de platina. Possuem um custo elevado devido 
ao preço do material nobre, baixa potência termoelétrica e uma altíssima 
precisão dada a grande homogeneidade e pureza dos fios. 
 
• Tipo S : 
 
- Composição: Platina 90%- Ródio 10% (+) / Platina (-) 
 
• Tipo R : 
 
- Composição: Platina 87% - Ródio 13% (+) / Platina (-) 
- Faixa de Utilização: 0 a 1600ºC 
- Características: Os termopares tipo S e R são recomendados para uso 
em atmosferas oxidantes ou inertes no seu range de trabalho. 
O uso contínuo em altas temperaturas causam excessivo crescimento de 
grão, ao qual podem resultar numa falha mecânica do fio de platina 
(quebra do fio), e também tornar os fios susceptíveis à contaminação, o 
que causa e redução da F.E.M. gerada. Mudanças na calibração também 
são causadas pela difusão ou valorização do ródio do elemento positivo 
para o fio de platina pura do elemento negativo. Todos estes efeitos 
tendem a causar heterogeneidades, o que tira o sensor de sua curva 
característica. 
Os termopares tipo S e R não devem ser usados no vácuo, em atmosferas 
redutoras ou atmosferas com vapores metálicos a menos que bem 
protegidos com tubos protetores e isoladores cerâmicos de alumina. 
A exceção é o uso de tubo de proteção de platina (tubete) que por ser do 
mesmo material não contamina os fios e dá proteção necessária aos 
termoelementos. Estes sensores apresentam grande precisão e 
estabilidade em altas temperaturas, sendo usados como sensor padrão na 
aferição de outros termopares. Não devem ser utilizado em temperaturas 
abaixo de zero, pois sua curva F.E.M. x temperatura varia 
irregularmente. A diferença entre os termopares do tipo S e R está 
somente na potência termoelétrica gerada. O tipo R gera um sinal 
aproximadamente 11% maior que o tipo S. 
- Identificação da Polaridade: Os fios positivos PtRh 10% e PtRh 13% 
são mais duros que os fios de platina pura (fio negativo). 
- Aplicação: Seu uso está em processos com temperaturas elevadas ou 
onde é exigido grande precisão como indústrias de vidro, cerâmicas, 
siderúrgicas entre outras 
 
 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
32
• Tipo B : 
 
- Composição: Platina 70% - Ródio 30% (+) / Platina 94% - Ródio 6% (-) 
- Faixa de utilização: 600 a 1700ºC 
- Características: O termopar tipo B é recomendado para uso em 
atmosferas oxidantes ou inertes. É também adequado para certos 
períodos em vácuo. Não deve ser aplicado em atmosferas redutoras nem 
naquelas contendo vapores metálicos, requerendo tubo de proteção 
cerâmico como os tipo S e R. O tipo B possui maior resistência mecânica 
que os tipos S e R e sob certas condições apresenta menor crescimento 
de grão e menor drift de calibração que o S e R. Sua potência 
termoelétrica é muitíssimo baixa, o que torna sua saída em temperaturas 
de até 50ºC quase nula. É o único termopar que não necessita de cabo 
compensado para sua interligação com o instrumento receptor, fazendo-
se o uso de cabos de cobre comuns (até 50ºC). 
- Identificação da Polaridade: O fio de platina 70% - Ródio 30% (+) é 
mais duro que o Platina 94% - Ródio 6% (-). 
- Aplicação: Seu uso é em altas temperaturas como indústria vidreira e 
outras. 
 
 Termopares Novos : 
 
Ao longo dos anos, novos tipos de termopares foram desenvolvidos para 
atender as condições de processo onde os termopares vistos ate aqui não atendiam a 
contento. A maioria destes termopares ainda não estão normalizados e nem são fabricados 
no Brasil. 
 
 Platina 60% - Ródio 40% (+) / Platina 80% - Ródio 20% (-) 
 
É usado continuamente até 1800ºC ou ocasionalmente a 1850ºC, em 
substituição ao tipo B. Não recomendado para esferas redutoras. Existem também o Pt 80% 
- Rh 20% / Pt 95% - Rh 5%, Pt 87% - Rh 13% / Pt 99% - Rh 1%, Pt 95% - Mo 5% / Pt 99% 
- Mo 0,15 e o Pt85% - Ir 15% / Pd. 
 
 Irídio 60% - Ródio 40% (+) / Irídio (-) 
 
Termopares feitos com proporções variáveis destes dois elementos. Podem 
ser utilizados até 2000ºC em atmosferas inertes ou no vácuo. Não recomendado para 
atmosferas redutoras ou oxidantes. 
 
 Platinel 
 
Paládio 83% - Platina 14% - Ouro 3% (+) / Ouro 65% - Paládio 35% (-) 
Atuando em uma faixa de 1250ºC, se aproxima bastante do tipo K. Por sua composição 
conter somente metais nobres, apresenta excelente estabilidade em atmosfera oxidante, 
porém não recomendável em atmosfera redutora ou em vácuo. 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
33
 Tungstênio 95% - Rhênio 5% (+) / Tungstênio 74% - Rhênio 26% 
 
Seu símbolo não normalizado e C. Este termopar pode ser utilizado 
continuamente até 2300ºC e por outros períodos até 2700ºC no vácuo, na presença de 
hidrogênio ou gás inerte. Não recomendado em atmosfera oxidante. Sua principal aplicação 
é em reatores nucleares. 
Variações na composição das ligas também existem como: 
- Tungstênio (+) / Tungstênio 74% - Rhênio 26% : Símbolo G (não 
oficial) ; 
- Tungstênio 97% - Rhênio 3% (+) / Tungstênio 75% - Rhênio 25% : 
Símbolo D (não oficial) . 
 
 Níquel - Cromo (+) / Ouro - Ferro (-) 
 
Usado em temperaturas criogênicas até -268, 15ºC. 
 
 Tipo N (Nicrosil / Nisil) 
 
- Níquel - Cromo - Silício (+) / Níquel - Silício (-) Este termopar 
desenvolvido na Austrália tem sido aceito e aprovado mundialmente, 
estando inclusive normalizado pela ASTM, NIST (NBS) e ABNT. 
Este novo par termoelétrico é um substituto ao termopar tipo K, 
apresentando um range de -200 a 1200ºC, uma menor potência 
termoelétrica em relação ao tipo K, porém uma maior estabilidade, 
menor drift x tempo, excelente resistência a corrosão e maior vida útil. 
Seu uso não é recomendado no vácuo. 
 
F.E.M. versus temperatura 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimosem melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
34
Limites de Erros dos Termopares 
 
 Entende-se por erro de um termopar, o máximo desvio que este pode 
apresentar em relação a um padrão, que é adotado como padrão absoluto. Este erro pode ser 
expresso em Graus Celsius ou em porcentagem da temperatura medida, adotar sempre o 
que der maior. 
A tabela abaixo fornece os limites de erros dos termopares, conforme 
recomendação da norma ANSI MC 96.1 - 1982, segundo a IPTS-68. 
 
 
Limites de Erro Tipo de 
Termopar 
Faixa de 
Temperatura Standard 
(Escolher o Maior) 
Especial 
(Escolher o Maior) 
T 0 a 350ºC ±1ºC ou ±0,75% ±0,5ºC ou 0,4% 
J 0 a 750ºC ±2,2ºC ou ±0,75% ±1,1ºC ou ±0,4% 
E 0 a 900ºC ±1,7ºC ou ±0,5% ±1ºC ou ±0,4% 
K 0 a 1250ºC ±2,2ºC ou ±0,75% ±1,1ºC ou ±0,4% 
S e R 0 a 1450ºC ±1,5ºC ou ±0,25% ±0,6ºC ou ±0,1% 
B 800 a 1700ºC ±0,5% - 
T -200 a 0ºC ±1ºC ou ±1,5% - 
E -200 a 0ºC ±1,7ºC ou ±1% - 
K -200 a 0ºC ±2,2ºC ou ±2% - 
 
 
 
 
Notas: 
 
 
- Estes limites atendem as normas ASTM-E-230/77 - USA, UNI 7938 - ITÁLIA, BS-4937 
INGLATERRA, JIS C1602 - JAPÃO e IEC 584-2 de 1982 para termopares convencionais e de 
isolação mineral 
- Temperatura da junção de referência a 0º C. 
- Quando o limite de erro é expresso em % este se aplica a temperatura que está sendo medida. 
- Estes erros não incluem os erros devido a instalação. 
 
 
 
 
Apesar destes limites de erros atenderem a norma IEC 584-2 de 1982 e ainda 
serem utilizados, apresentando a revisão feita em junho de 1989 da IEC 584-2. 
Segundo esta norma internacional IEC 584-2 de 1989, foi adotado em diversos países do 
globo, inclusive adotada pela ABNT tornando-se uma NBR, as seguintes tolerâncias e 
faixas de trabalho para os termopares, todos eles referenciados a zero graus Celsius. 
 
 
 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
35
Limites de erros para Termopares convencionais e minerais segundo a norma 
IEC584-2 (Revisão junho de 1989): 
 
Tipos de 
Termopares 
 
Classe 1 
(Especial) 
 
Classe 2 
(Standard) 
Classe 3 
(Standard) 
Tipo T 
Range 
Tolerância 
Range 
Tolerância 
 
-40 a 125ºC 
±0,5ºC 
125 a 350ºC 
±0,4% 
-40 a 133ºC 
±1,0ºC 
133 a 350ºC 
±0,75% 
-67 a 40ºC 
±1,0ºC 
-200 a -67ºC 
±1,5% 
 
Tipo E 
Range 
Tolerância 
Range 
Tolerância 
 
 
-40 a 375ºC 
±1,5ºC 
375 a 800ºC 
±0,4% 
 
 
-40 a 333ºC 
±2,5ºC 
333 a 900ºC 
±0,75% 
 
 
167 a 40ºC 
±2,5ºC 
-200 a 167ºC 
±1,5% 
Tipo J 
Range 
Tolerância 
Range 
Tolerância 
 
-40 a 375ºC 
±1,5ºC 
375 a 750ºC 
±0,4% 
 
-40 a 333ºC 
±2,5ºC 
333 a 750ºC 
±0,75% 
 
Tipo K/N 
Range 
Tolerância 
Range 
Tolerância 
 
-40 a 375ºC 
±1,5ºC 
375 a 1000ºC 
±0,4% 
 
-40 a 333ºC 
±2,5ºC 
333 a 1200ºC 
±0,75% 
 
-167 a +40ºC 
±2,5ºC 
-200 a 167ºC 
±1,5% 
Tipo S/R 
Range 
Tolerância 
Range 
Tolerância 
0a 1100ºC 
±1,0ºC 
110 a 1600ºC 
±[1 + 0,003 (t-1100)]ºC 
0 a 600ºC 
±1,5ºC 
600 a 1600ºC 
±0,25% 
 
Tipo B 
Range 
Tolerância 
Range 
Tolerância 
 
 
 
 
600 a 1700ºC 
±0,25% 
 
600 a 800ºC 
±4,0ºC 
800 a 1700ºC 
±0,5% 
 
 
Notas: 
a) A nomenclatura dos termopares segundo a IEC 584-2: 
 
Tipo T: Cobre / Cobre - Níquel 
Tipo J: Ferro / Cobre - Níquel 
Tipo E: Níquel - Cromo / Cobre - Níquel 
Tipo K: Níquel - Cromo / Níquel - Alumínio 
Tipo S: Platina - 10% Ródio /Platina 
Tipo R: Platina - 13% Ródio /Platina 
Tipo B: Platina - 30% Ródio / Platina - 6% Ródio 
Tipo N: Níquel - Cromo - Silício / Níquel – Silício 
 
b) Existem, segundo a norma DIN 43710, duas designações diferentes para os termopares que 
são o tipo U (cobre / cobre - níquel) e o tipo L (ferro / cobre - níquel). Estes termopares são 
análogos aos tipos T e J da ANSI e IEC, só que com composições químicas diferentes. 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
36
Termopares de Classe Especial 
 
Conforme verificado nas tabelas anteriores, existem duas classes de precisão 
para termopares: a Classe Standard que é a mais comum e mais utilizada e a Classe 
Especial também chamada de "Premium Grade". Estes termopares são fornecidos na forma 
de pares casados; ou seja, com características de ligas com graus de pureza superiores ao 
Standard. Além disso há também todo um trabalho laboratorial para adequar num lote de 
fios, aqueles que melhor se adaptam (casam entre si), conseguindo com isso uma melhor 
precisão na medição de temperatura. 
 
Relação Temperatura Máxima x Bitola do Fio 
 
Os termopares tem limites máximos e mínimos de aplicação que são funções 
das características físicas e termoelétricas dos fios. Os limites mínimos segundo a ANSI 
MC 96.1 são -200ºC para os tipos T, E e K, 0ºC para os tipos S e R e 800ºC para o tipo B. 
Os limites superiores dependem do diâmetro do fio utilizado na construção dos termopares. 
Na tabela abaixo temos os limites máximos de temperatura em função dos diâmetros dos 
fios, segundo a ANSI MC 96.1 - 1982. 
 
Tipo de 
Termopar 
Bitola 
8 AWG 
(Ø 3,26mm) 
Bitola 
14 AWG 
(Ø 1,63mm) 
Bitola 
20 AWG 
(Ø 0,81mm) 
Bitola 
24 AWG 
(Ø 0,51mm) 
T - 370ºC 260ºC 200ºC 
J 760ºC 590ºC 480ºC 370ºC 
E 870ºC 650ºC 540ºC 430ºC 
K 1260ºC 1090º 980ºC 870ºC 
S e R - - - 1480ºC 
B - - - 1700ºC 
 
Nota: 
Estes limites se aplicam para termopares convencionais em uso contínuo, com poços ou tubos de 
proteção com a extremidade fechada; portanto não sendo válida para os termopares isolação 
mineral. 
 
Relação Resistência Ôhmica x Bitola do Fio 
 
Apresentamos a seguir a tabela de resistência ôhmica dos termopares em 
relação ao diâmetro do fio, segundo a ASTM - STP 470 B, em ôhms por metro a 20ºC. 
 
TIPO DE TERMOPAR BITOLA 
(AWG) J K T E R S B 
8 0,07 0,12 0,06 0,14 - - - 
14 0,29 0,48 0,24 0,58 - - - 
16 0,46 0,76 0,38 0,91 - - - 
20 1,17 1,93 0,97 2,30 - - - 
24 - - - - 1,49 1,45 1,81 
 
 
Só fazemos melhor aquilo que repetidamente insistimos em melhorar, a busca da excelência não deve ser um objetivo e sim um 
hábito !!! 
37
Nota: 
Todos os valores informados nas tabelas anexas, são um guia de consultas para o usuário e não 
deve ser tomado como valores absolutos e nem como garantia de vida e desempenho 
satisfatórios. Estes tipos de dimensões são usados algumas vezes acima dos limites citados, mas 
geralmente a custa de estabilidade, vida útil ou ambos; em outras circunstâncias é necessário 
reduzir os limites supra, a fim de alcançar uma aplicação desejada. 
 
União da Junção de Medição 
 
 
A junção de medição (junta quente) de um termopar pode ser obtida por 
qualquer método que dê a solidez necessária e um bom contato elétrico entre os dois fios, 
sem contudo alterar as características termoelétricas dos mesmos, podendo estes serem 
torcidos ao redor de outros antes da solda (junção torcida) ou simplesmente serem 
encostados um no outro para ser soldado depois (junção de topo). 
 
 
 
Para os termopares de base metálica com os tipos E, T, J e K, deve-se 
inicialmente fixar as pontas dos fios antes da solda. Já para os termopares nobres, não há 
necessidade de se preparar a superfície, entretanto deve-se tomar muito cuidado na 
manipulação dos fios, evitando a contaminação por óleo, suor ou poeira. 
Entre as diferentes maneiras de se realizar um bom contato elétrico na junção de medição 
do termopar, a solda é a mais utilizada, porque assegura uma ligação perfeita dos fios por 
fusões dos metais do termopar. Com exceção da solda prata, não é colocado nenhum outro 
material metálico para se realizar a solda, tendo somente a fusão dos metais. O único 
incoveniente da soldagem é, se a chama do maçarico não estiver bem regulada, de 
contaminar os fios criando eterogeineidades; o que pode tirar o termopar de sua curva de 
calibração. 
Lembrar que numa solda feita a maçarico oxi-acetileno, se a porcentagem do 
oxigênio for muito pequena, tem-se uma chama com características redutoras,