Trabalho Instrumentação Eletronica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
ELT 314 – INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA 
 
Viçosa - MG 2024 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEDIÇÃO DE TEMPERATURA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ana Clara dos Reis Alves – 106345 
Pablo Mendes de Paula – 97368 
 
2 
 
 
 
Resumo 
Este trabalho tem como objetivo apresentar uma visão geral da medição de temperatura, 
desde seus fundamentos teóricos até as aplicações mais recentes. Serão abordados os principais 
tipos de sensores de temperatura, como termômetros de líquido em vidro, termistores, 
termopares e RTDs, detalhando seus princípios de funcionamento e características. Além disso, 
serão discutidos os circuitos de condicionamento de sinal utilizados para transformar o sinal 
elétrico gerado pelos sensores em uma forma adequada para processamento. 
A importância da medição de temperatura em diversos setores, como indústria, medicina 
e pesquisa científica, será enfatizada. Serão apresentadas as diferentes escalas de temperatura e 
os desafios associados à medição em condições extremas ou em ambientes hostis. 
 
Palavras-chave: medição de temperatura, sensores, termômetros, termopares, 
termistores, RTD, pirômetros, aplicações. 
 
 
3 
 
 
 
Sumário 
1) Introdução ............................................................................................................. 4 
2) Fundamentos Teóricos .......................................................................................... 4 
2.1. Temperatura e Calor ......................................................................................... 4 
2.2. Termometria ...................................................................................................... 5 
2.3. Propriedades Termométricas ............................................................................ 5 
2.4. Escalas Termométricas ..................................................................................... 6 
2.5. Efeitos Termoelétricos ...................................................................................... 7 
2.5.1. Efeito Seebeck ............................................................................................... 7 
2.5.2. Efeito Peltier .................................................................................................. 7 
2.6. Leis Termoelétricas Fundamentais ................................................................... 8 
2.6.1. Lei do Circuito Homogêneo .......................................................................... 8 
2.6.2. Lei dos Materiais Intermediários................................................................... 9 
2.6.3. Lei das Temperaturas Intermediárias ............................................................ 9 
3) Instrumentos de Medição de Temperatura ......................................................... 10 
3.1. Transdutores .................................................................................................... 10 
3.2. Termômetros ................................................................................................... 10 
3.2.1. Termômetros à dilatação ............................................................................. 10 
3.2.2. Termômetros bimetálicos ............................................................................ 11 
3.2.3. Termômetros a Gás ..................................................................................... 12 
3.3. Termopares ..................................................................................................... 12 
3.4. Termorresistências .......................................................................................... 14 
3.5. Termistores ..................................................................................................... 15 
3.6. Sensores de temperatura por radiação............................................................. 16 
3.6.1. Pirômetros Opticos ...................................................................................... 16 
3.6.2. Pirômetro de Radiação total ........................................................................ 17 
3.6.3. Termômetro infravermelho ......................................................................... 17 
4) Conclusão ........................................................................................................... 18 
 
 
 
4 
 
 
 
1) Introdução 
A medição de temperatura é o processo que verifica o grau de calor ou frio de um corpo. 
Esse grau de quantificação é padronizado através de escalas específicas de temperatura, como 
Celsius, Fahrenheit ou Kelvin. Esse conceito está diretamente relacionado à energia cinética 
das partículas em um material, ou seja, o grau de agitação das moléculas, sendo uma das 
grandezas mais fundamentais e amplamente medidas no mundo físico. 
A importância da medição de temperatura se fundamenta em diversas áreas, como, por 
exemplo, em indústrias, local onde se necessita de atenção em relação ao controle de processos 
e qualidade de produtos. Além disso, sua aplicação se estende a muitos outros campos, 
incluindo a medicina, meteorologia, agricultura, ciência dos alimentos e a física experimental. 
O objetivo deste trabalho é apresentar os principais métodos e instrumentos utilizados 
para a medição de temperatura, explorando as principais tecnologias conhecidas e abordando 
também a relação com os conhecimentos físicos. 
2) Fundamentos Teóricos 
2.1. Temperatura e Calor 
Não é possível abordar os critérios de medição de temperatura sem antes abordar os 
conceitos de temperatura e calor. A temperatura é uma grandeza física utilizada para medir o 
grau de agitação ou a energia cinética das moléculas de uma determinada quantidade de matéria. 
Quanto mais agitadas essas moléculas estiverem, maior será sua temperatura e, quanto menor 
o grau de agitação, menor será sua temperatura. 
Já o calor, que também pode ser chamado de energia térmica, corresponde à energia em 
trânsito que se transfere de um corpo para outro em razão da diferença de temperatura. Essa 
transferência ocorre sempre do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura até 
que atinjam o equilíbrio térmico. A transmissão do calor entre corpos diferentes pode ocorrer 
através de três maneiras: condução, radiação e convecção. A condução é o processo em que o 
calor se transfere de uma região com temperatura elevada para outra com temperatura mais 
baixa, ocorrendo dentro de um meio sólido, líquido ou gasoso, ou entre diferentes meios que 
estão em contato físico direto. Além disso, a radiação é o processo em que o calor se transfere 
de um corpo com alta temperatura para outro com temperatura mais baixa, mesmo quando estão 
separados por uma distância no espaço e há vácuo entre eles. Por fim, a convecção é a 
transferência de energia que ocorre por meio da combinação de condução de calor, 
armazenamento de energia e o movimento do fluido. 
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2.2. Termometria 
Abordado os conceitos de termologia, ou seja, temperatura e calor, é necessário 
compreender a termometria e seus conceitos. A termometria é a área da ciência que estuda os 
métodos e instrumentos utilizados para medir a temperatura. Dentro deste conceito, é necessário 
compreender outros dois, que são casos particulares da compreensão das medições que são a 
pirometria e a criometria. A pirometria é um método de medição de altas temperaturas, onde 
pode-se ser observado os efeitos da radiação térmica e, a criometria, por sua vez, é o método de 
medição de baixas temperaturas, aquela próximas do zero absoluto. 
As mudanças de temperatura geram diversos efeitos no ambiente, como por exemplo, 
dentro de uma indústria. A variação dos valores de temperatura dentro de uma produção pode 
fazer com que haja alterações significativas com o seu produto. Variáveis como densidade,estado físico, viscosidade, condutividade, PH e diversos outros afetam diretamente no resultado 
da produção. Dessa forma, foi necessário empregar diversos dispositivos que fossem capazes 
de medir o valor da temperatura, como termômetros, transdutores, termopares e termo 
resistências, para que houvesse um controle dos processos de produção. 
2.3. Propriedades Termométricas 
As propriedades termométricas são características intrínsecas de materiais que sofrem 
variações mensuráveis e previsíveis em função das alterações térmicas. Essa relação direta entre 
uma propriedade física e a temperatura permite a construção de dispositivos capazes de 
converter a grandeza térmica em um sinal elétrico, facilitando assim sua medição e análise. 
 Uma vez que as propriedades termométricas são manifestações diretas da agitação 
térmica das partículas que compõem um material, ao variar a temperatura, altera-se a energia 
cinética média dessas partículas, o que, por sua vez, influencia diversas propriedades físicas. 
Alguns exemplos dessas propriedades são: 
• Dilatação térmica, onde os materiais se expandem ao serem aquecidos e se contraem 
ao serem resfriados. 
• Variação da resistência elétrica, que em certos materiais, especialmente metais e 
semicondutores, alteram sua resistência elétrica de acordo com a temperatura. 
• Força eletromotriz termoelétrica, que se refere à geração de uma força eletromotriz 
(fem) em junções de dois metais diferentes quando há uma diferença de temperatura 
entre eles. 
• Emissão de radiação eletromagnética, principalmente na faixa do infravermelho, 
onde a intensidade e a frequência dessa radiação dependem da temperatura do corpo. 
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2.4. Escalas Termométricas 
Para compreender a temperatura de maneira precisa e comparativa, utilizamos diferentes 
escalas termométricas. As três escalas mais comuns são Celsius, Fahrenheit e Kelvin. 
• Escala Celsius (°C), criada pelo cientista sueco Anders Celsius em 1742, é uma das 
mais utilizadas mundialmente. Esta escala define o ponto de fusão da água a 0°C e o 
ponto de ebulição a 100°C, ambos sob pressão atmosférica padrão (1 atm) e possui 
cem intervalos entre os pontos de fusão e ebulição, o que faz com que seja conhecida 
como escala centígrada. 
• Escala Fahrenheit (°F), desenvolvida por Daniel Gabriel Fahrenheit em 1724, a 
escala Fahrenheit é usada predominantemente nos Estados Unidos. Nesta escala, o 
ponto de fusão da água é definido como 32°F, e o ponto de ebulição como 212°F. Ela 
possui 180 intervalos entre esses pontos e é baseada em uma escala anterior que 
utilizava uma mistura de água, gelo e sal amoníaco como ponto de referência. 
• Escala Kelvin (K), desenvolvida no século XIX pelo físico e engenheiro britânico 
William Thomson, conhecido como Lord Kelvin, é a unidade de temperatura no 
Sistema Internacional de Unidades (SI), considerada a escala absoluta de temperatura, 
pois seu zero corresponde ao zero absoluto, a temperatura na qual a energia cinética 
das partículas é mínima. Além disso, essa escala é centígrada e não possui valores 
negativos. O ponto de fusão da água é 273.15 K, e o ponto de ebulição é 373.15 K. 
Essas escalas podem ser relacionadas através das equações de conversão a seguir: 
• Celsius para Fahrenheit: 𝑇𝐹   =  
9
5
(𝑇𝐶   +  32) 
• Fahrenheit para Celsius: 𝑇𝐶   =  
5
9
(𝑇𝐹  −  32) 
• Celsius para Kelvin: 𝑇𝐾 =  𝑇𝐶   + 273,15 
Ainda, existe mais uma escala, porém menos conhecida, chamada Rankine, que é 
utilizada principalmente em engenharia nos Estados Unidos. A escala Rankine é uma escala 
absoluta, como a Kelvin, mas utiliza a mesma divisão que a escala Fahrenheit. O zero absoluto 
na escala Rankine é 0 R, o ponto de fusão é 491,67 R, e o de ebulição é 671,97 R. 
 
7 
 
 
 
2.5. Efeitos Termoelétricos 
Os efeitos termoelétricos descrevem a interação entre fluxos de calor e elétrons em 
materiais condutores. Em outras palavras, é a conversão direta de energia térmica em energia 
elétrica e vice-versa. Os efeitos termoelétricos mais importantes são: 
2.5.1. Efeito Seebeck 
O efeito Seebeck é um fenômeno termoelétrico descoberto por Thomas Johann Seebeck 
em 1821, que permite a conversão direta de diferenças de temperatura em energia elétrica. 
Quando uma junção é aquecida (T) e a outra mantida em uma temperatura mais baixa 
(Tr), os elétrons começam a se mover da região quente (devido ao aumento da vibração) para a 
região fria. Uma vez que os materiais dos condutores são diferentes (A e B), uma mesma 
diferença de temperatura produzirá diferentes valores de tensão para cada condutor, com isso 
uma corrente é criada quando se fecha o circuito. A força eletromotriz (fem) gerada pode ser 
expressa pela formula: 
𝑓𝑒𝑚 = 𝑆 × Δ𝑇 
onde 𝑓𝑒𝑚 é a tensão (em volts), Δ𝑇 é a diferença de temperatura entre as junções e S é o 
coeficiente de Seebeck (em volts por grau Celsius) 
Os termopares são uma aplicação prática comum do efeito Seebeck. Eles consistem em 
dois fios de metais diferentes unidos em uma extremidade. Quando há uma diferença de 
temperatura entre as junções, uma tensão é gerada que pode ser medida para determinar a 
temperatura. 
2.5.2. Efeito Peltier 
O efeito Peltier é o inverso do efeito Seebeck, isto é, quando uma corrente elétrica passa 
através de uma junção de dois materiais diferentes, causa a absorção ou liberação de calor nas 
junções. Isso significa que uma junção irá esfriar enquanto a outra irá aquecer, dependendo da 
direção da corrente. Este efeito é descrito pela equação de Peltier: 
𝑄 = Π × 𝐼 × 𝑡 
Figura 2.1 - Efeito Seebeck (fonte: Portal Temperatura) 
https://www.temperatura.com.br/principios-termometria-efeito-seebeck-par-termoeletrico/
8 
 
 
 
onde 𝑄 é a quantidade de calor (em joules), Π é o coeficiente de Peltier (em volts), 𝐼 é a corrente 
elétrica (em amperes), e 𝑡 é o tempo (em segundos). O coeficiente de Peltier é uma propriedade 
dos materiais em contato e varia conforme os materiais usados. 
2.6. Leis Termoelétricas Fundamentais 
Com base nos efeitos termoelétricos vistos anteriormente e nas leis a seguir, podemos 
compreender os fenômenos que ocorrem principalmente nos termopares. 
2.6.1. Lei do Circuito Homogêneo 
Uma lei que influência sobre o termopar é a Lei do Circuito Homogêneo, na qual 
enfatiza que, em um termopar formado por materiais homogêneos, a força eletromotriz gerada 
depende apenas da diferença de temperatura entre a junção de medição e a de referência. 
Embora essa informação já tenha sido mencionada anteriormente, é importante ressaltar que o 
valor da força eletromotriz não é influenciado pelo comprimento do termopar, pelo diâmetro 
dos fios que o compõem ou pela distribuição de temperatura ao longo do termopar. Contudo, 
ao longo do tempo, o uso do termopar pode levar à sua não homogeneidade, o que provoca 
alterações na força eletromotriz, mesmo quando a temperatura do processo se mantém 
constante. Nesse cenário, a força eletromotriz passa a depender do perfil de temperatura ao 
longo do termopar, e termopares com fios de diâmetro menor tendem a se tornar não 
homogêneos mais rapidamente, especialmente em altas temperaturas. 
 
 
Figura 2.2 Efeito Peltier (fonte: Portal Temperatura) 
Figura 2.3 – Lei do circuito homogêneo. (fonte Alutal) 
https://www.temperatura.com.br/principios-termometria-efeito-peltier-par-termoeletrico/
https://www.alutal.com.br/br/wiki/termopares/09-lei-do-circuito-homogeneo/
9 
 
 
 
2.6.2. Lei dos Materiais Intermediários 
A soma algébrica das forças eletromotrizes (FEM) térmicas em um circuito que contém 
diferentes metais é igual a zero quando todo o circuito está à mesma temperatura. A partir disso, 
pode-se concluir que em um circuito termoelétrico, formado por dois metais distintos, a FEM 
gerada permanecerá inalterada mesmo que se adicione um metal genérico em qualquer ponto 
do circuito, desde que as novas junções sejam mantidas à mesmatemperatura. 
2.6.3. Lei das Temperaturas Intermediárias 
Essa lei revela uma característica adicional da força eletromotriz termoelétrica em 
relação à diferença de temperatura entre suas extremidades. Uma aplicação direta dessa lei é 
que o valor da força eletromotriz termoelétrica pode depender apenas da temperatura da junção 
de medição, considerando a junção de referência a 0°C. Normalmente, a junção de referência 
está à temperatura ambiente, o que torna impraticável mantê-la a 0°C, como em um banho de 
gelo, enquanto o termopar está em uma planta industrial. Contudo, essa dificuldade pode ser 
superada por meio da compensação da temperatura ambiente, que consiste em adicionar ao sinal 
do termopar uma força eletromotriz que corresponda ao valor que o termopar geraria se sua 
junção de medição estivesse à temperatura ambiente e a junção de referência a 0°C. 
 
Figura 2.4 – Lei dos metais intermediários. (fonte Alutal) 
Figura 2.5 – Lei das temperaturas intermediários. (fonte Alutal) 
https://www.alutal.com.br/br/wiki/termopares/10-lei-dos-metais-intermediarios/
https://www.alutal.com.br/br/wiki/termopares/11-lei-das-temperaturas-intermediarias/
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3) Instrumentos de Medição de Temperatura 
3.1. Transdutores 
Os transdutores são dispositivos de entrada de um sistema de medição. Um transdutor 
recebe a informação da grandeza que se deseja medir e converte essa informação em um sinal 
elétrico proporcional a ela. Dessa forma, esses dispositivos conseguem transformar diversas 
magnitudes físicas, como temperatura, em sinais elétricos. 
Essa característica faz com que sejam muito utilizados os transdutores em sensores, o 
que às vezes faz com que sejam considerados como se desempenhassem a mesma função. No 
entanto, eles possuem papéis distintos. O sensor é responsável por detectar a variável física, 
enquanto o transdutor converte essa detecção em uma grandeza que pode ser facilmente medida. 
Por exemplo, ele pode transformar uma variação de temperatura em um sinal elétrico, 
facilitando a detecção de sinais de erro em um controle de processos. 
3.2. Termômetros 
Os termômetros são instrumentos de medição da temperatura. A capacidade de medir a 
temperatura com precisão é fundamental para o controle de processos, diagnósticos clínicos e 
estudo de fenômenos naturais. Logo abaixo, descreve-se os diferentes tipos de termômetros e 
seus princípios de funcionamentos. 
3.2.1. Termômetros à dilatação 
Os termômetros de expansão ou dilatação de líquidos são equipamentos de medição de 
temperatura que funcionam com base na lei da expansão volumétrica do líquido em resposta à 
variação de temperatura, dentro de um recipiente fechado. Dessa forma, são dispositivos que se 
baseiam no coeficiente de dilatação térmica dos materiais. 
Em recipientes de vidro, o termômetro é composto por um reservatório, cujo tamanho é 
determinado pela sensibilidade desejada, que está soldado a um tubo capilar de seção o mais 
uniforme possível e fechado na extremidade superior. Tanto o reservatório quanto a parte do 
capilar são preenchidos com um líquido. Na parte superior do capilar, há um alargamento que 
protege o termômetro caso a temperatura exceda seu limite máximo. Após a calibração, a parede 
do tubo capilar é graduada em graus ou frações deles. A temperatura é medida pela leitura da 
escala no ponto onde se encontra o topo da coluna líquida. Os líquidos mais comumente 
utilizados são: mercúrio, tolueno, álcool e acetona. 
11 
 
 
 
No recipiente metálico, o líquido preenche todo o recipiente e, sob o efeito de um 
aumento de temperatura, se dilata, deformando um elemento extensível, ou seja, um sensor 
volumétrico. Suas dimensões variam de acordo com o tipo de líquido e principalmente com a 
sensibilidade desejada. 
3.2.2. Termômetros bimetálicos 
Os termômetros bimetálicos baseiam seu princípio de funcionamento no fenômeno 
físico de dilatação linear dos metais com a temperatura. Esse medidor é formado por duas 
lâminas de metais diferentes, com coeficientes de dilatação distintos, unidas para criar uma 
única unidade. Quando a temperatura do conjunto muda, observa-se uma curvatura que é 
proporcional a essa variação. Na prática, essas lâminas são frequentemente moldadas em espiral 
ou hélice, o que aumenta consideravelmente a sensibilidade do dispositivo. O modelo mais 
comum é o termômetro de lâmina helicoidal, que consiste em um tubo que é um bom condutor 
de calor, dentro do qual um eixo está fixado. Este eixo é conectado a um ponteiro que se move 
ao longo de uma escala, ou seja, conforme o material aumentar sua temperatura ele irá girar em 
um dado sentido e, com isso, essa haste irá passar por uma escala de temperatura que poderá 
ser vista por um visor de vidro. 
Figura 3.1 - Termômetro de dilatação de líquido. (fonte Pngtree) 
Figura 3.2 – (a) Termômetros Bimetálicos; (b) Termômetro Bimetálico de lâmina helicoidal: escala de temperatura (A), 
Ponteiro (B), hélice bimetálica (C), bulbo (D). (fonte: Tameson) 
(a) (b) 
https://es.pngtree.com/freepng/mercury-thermometer-mercury-photo_13805486.html
https://tameson.es/pages/como-funcionan-los-termometros-bimetalicos
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Os termômetros bimetálicos operam em uma faixa de temperatura que varia de cerca de 
-50 °C a 800 °C, apresentando uma escala bastante linear, uma precisão em torno de ± 1% e 
com tempo de reposta variando entre 15 e 40 segundos. 
3.2.3. Termômetros a Gás 
Em relação ao seu caráter físico, o termômetro a gás é muito semelhante ao termômetro 
de dilatação, visto que consta de um bulbo, elemento de medição e capilar de ligação entre estes 
dois elementos. 
Esse termômetro possui como princípio a Lei dos Gases Ideais, pois em uma faixa 
limitada de pressões, o produto da pressão e volume em uma massa fixa de fás, sob temperatura 
constante, não possui variações. Essas descobertas foram realizadas por Charles e Gay-Lussac, 
que identificaram que volumes idênticos de gases reais se expandiam da mesma quantidade 
para um determinado aumento de temperatura sob condições de pressão constante. 
Dessa forma, o funcionamento do termômetro a gás ocorre da seguinte maneira. O 
volume do sistema é constante e preenchido com um gás sob alta pressão. À medida que a 
temperatura varia, a pressão do gás também muda, seguindo aproximadamente a lei dos gases 
perfeitos, com o elemento de medição funcionando como um manômetro. Nota-se que as 
variações de pressão apresentam uma relação linear com a temperatura, considerando o volume 
inalterado. 
3.3. Termopares 
Termopares são dispositivos de medição de temperatura amplamente utilizados em 
diversas áreas, como indústria, pesquisa, medicina e meteorologia. Eles são baseados no efeito 
Seebeck, que já foi abordado anteriormente, e consistem em dois tipos diferentes de metais, 
unidos em uma extremidade. 
Figura 3.3 - Termômetro de gás. (fonte Termodora) 
https://www.termodora.com.br/termometro-gas
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Quando um condutor metálico é exposto a uma diferença de temperatura entre suas 
extremidades, ocorre uma redistribuição dos elétrons, gerando uma força eletromotriz (f.e.m.), 
geralmente na ordem de milivolts. O valor dessa f.e.m. depende do tipo de material e do 
gradiente de temperatura entre as extremidades. Em materiais homogêneos, a f.e.m. é 
determinada apenas pela distribuição de temperatura ao longo do condutor. 
Embora seja possível fabricar termopares com qualquer combinação de dois metais, 
apenas algumas combinações padronizadas são usadas, pois essas são capazes de suportar altas 
temperaturas e geram tensões de saída compatíveis com os equipamentos de medição. Na 
Tabela 3-1 são apresentados os principais tipos de termopares. 
Tabela 3.1 Tipos de Termopares e aplicações 
Tipo 
(ANSI) 
Combinação metálica 
Faixa de 
Temperatura (°C) 
Aplicações 
J Ferro - Constantan -40 a 750 Processos industriais, alimentos 
K Chromel - Alumel -200 a 1260 
Indústriaem geral, processos 
metalúrgicos 
T Cobre - Constantan -270 a 370 
Baixas temperaturas, indústria 
alimentícia 
E Chromel- Constantan -200 a 900 
Alta sensibilidade, medições 
diferenciais 
N Nicrosil (Ni-Cr-Si) -270 a 1300 
Ampla faixa de temperaturas, 
mais estável do que o tipo K 
B 
Platinum-30% 
Rhodium (Pt-30% 
Rh) 
0 a 1820 
Alta temperatura, não insira em 
tubos de metal 
Figura 3.4 – Termopar tipo J e K (fonte Alfphacomp) 
https://alfacomp.net/produto/termopar/
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R 
Platinum-13% 
Rhodium (Pt-13% 
Rh) 
-50 a 1768 Alta temperatura 
S 
Platinum-13% 
Rhodium(Pt-13% Rh) 
0 a 1700 
Alta temperatura, fornos 
industriais 
C 
Tungsten-3% 
Rhenium(W-3% Re) 
0 a 2320 
Feito para aplicações de alta 
temperatura, mas não em 
ambientes oxidantes 
Além disso, existem duas etapas a serem realizadas para a correta utilização dos 
termopares, que são a linearização do sinal e a compensação de junção fria. 
• Linearização é o processo realizado na etapa de condicionamento de sinais devido ao 
fato de que a pequena tensão de saída dos termopares serem não lineares. Com isso é 
realizado um processamento do sinal recebido do termopar pelo sistema de aquisição 
de dados com base na tabela do tipo de termopar geralmente fornecido pelo fabricante. 
• Compensação de Junta fria é o processo de ajuste do sinal recebido do termopar 
que adequa a medição considerando a temperatura da junção fria. Essa extremidade 
do termopar que não está exposta à temperatura a ser medida e está geralmente 
conectada ao instrumento de medição, precisa estar a uma temperatura conhecida para 
que o sistema de aquisição consiga realizar sua compensação e por fim retornar uma 
leitura correta da temperatura medida. 
3.4. Termorresistências 
Termorresistores, também conhecidos como RTD (Resistance Temperature Detector) 
são sensores que aproveitam a propriedade de variação da resistência ôhmica dos condutores 
Figura 3.5 – Curvas de linearização para os tipos de termopares mais populares (fonte Dewesoft) 
https://dewesoft.com/pt/blog/sensores-de-termopar-de-medicao-de-temperatura
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metálicos quando submetidos a variações de temperatura. Esses sensores ganharam destaque 
nos processos industriais devido à sua excelente estabilidade mecânica e térmica, resistência à 
contaminação, baixo índice de variação em função do envelhecimento e durabilidade ao longo 
do tempo. 
A base do funcionamento das termorresistências reside na agitação térmica dos átomos 
do material condutor. Com o aumento da temperatura, os átomos vibram com maior 
intensidade, dificultando o livre movimento dos elétrons e, consequentemente, aumentando a 
resistência elétrica do material. Essa relação direta entre temperatura e resistência permite a 
conversão de uma medida de resistência em uma medida de temperatura 
A título de exemplo, a relação entre a resistência (R) e a temperatura (T) em uma 
termorresistência de platina pode ser expressa pela seguinte relação: 
𝛼  =  
𝑅  −  𝑅𝑜
𝑅𝑜 (𝑇 − 𝑇𝑜)
 
onde o coeficiente linear de temperatura é α; a resistência e temperatura de referência são 𝑅𝑜 e 
𝑇𝑜, respectivamente; e a resistência e temperatura atual no sensor são R e T, respectivamente. 
Por mais que o sensor de platina seja mais empregado na indústria, outros materiais 
como níquel, cobre e alguns semicondutores também podem ser utilizados. A escolha do 
material depende da faixa de temperatura de operação, da precisão requerida e do custo. 
 Para medir a temperatura em fluidos não corrosivos, o elemento resistivo é deixado 
exposto diretamente ao fluido para proporcionar uma resposta mais rápida. Quando se trata de 
fluidos corrosivos, o sensor é protegido dentro de um invólucro de aço inoxidável. Já para a 
medição de temperatura em superfícies sólidas, são utilizados elementos resistivos 
encapsulados em estruturas planas, que podem ser fixados à superfície com presilhas, por 
soldagem ou adesão. 
3.5. Termistores 
Os termistores são equipamentos que também possuem variação de temperatura a 
medida em que varia a resistência, entretanto, diferentemente dos RTD’s, são dispositivos 
compostos por semicondutores cuja resistência elétrica varia de forma não linear com a 
temperatura. Uma de suas caraterísticas é que seu sinal de saída é mais intenso comparado ao 
RTD, fazendo que tenha um custo menor em relação ao seu processamento. 
Existem dois tipos principais de termistores: termistores com coeficiente de temperatura 
negativo (NTC) cujo a resistência diminui com o aumento da temperatura. São os mais comuns 
e utilizados em diversas aplicações, e os termistores com coeficiente de temperatura positivo 
16 
 
 
 
(PTC), onde a resistência aumenta com a temperatura, ate atingir o ponto de Curie. Após isso, 
a resistência do dispositivo cai abruptamente. 
Os termistores são fabricados a partir de materiais semicondutores policristalinos, como 
óxidos metálicos (por exemplo, óxido de níquel, óxido de manganês) e compostos de barita. 
Esses materiais são sinterizados em altas temperaturas para formar grânulos que são 
posteriormente misturados a um ligante e moldados na forma desejada. 
O comportamento dos termistores pode ser descrito pela equação de Steinhart-Hart, que 
é uma aproximação empírica para a resistência do termistor em função da temperatura: 
1
𝑇
= 𝐴 + 𝐵 ∗ 𝑙𝑛(𝑅) + 𝐶 ∗ (𝑙𝑛(𝑅))
3
 
onde T é a temperatura em Kelvin, R é a resistência do termistor, A, B e C são constantes 
especificas do termistor. 
Para dispositivos NTC, a resistência é dada pela seguinte equação: 
𝑅 = 𝑅𝑜𝑒
(
𝐵
𝑇
−
𝐵
𝑇𝑜
)
 
onde B é a constante do termistor, R é a resistência a uma temperatura T e 𝑅0 é a resistência a 
uma temperatura de referência 𝑇0. 
Além disso, os termistores possuem uma resposta rápida e com alta sensibilidade com 
pequenas variações de temperatura. 
3.6. Sensores de temperatura por radiação 
São dispositivos utilizados para medir a temperatura de um objeto ou superfície a partir 
da radiação térmica emitida pelo mesmo. Eles são essenciais em aplicações onde o contato 
direto com o objeto a ser medido não é viável ou prático. 
Esses sensores baseiam-se na Lei de Stefan-Boltzmann, que descreve a potência radiada 
por um corpo negro em termos da sua temperatura absoluta: 
𝑃 = 𝜖𝜎𝐴𝑇4 
onde 𝑃 é a potência radiada, 𝜖 é a emissividade do material (que varia de 0 a 1), 𝜎 é a 
constante de Stefan-Boltzmann (5,67 × 10−8 𝑊/𝑚²𝐾⁴), A é a área da superfície do corpo e T 
é a temperatura absoluta em Kelvin. 
Existem alguns tipos de sensores por radiação, dentre eles os principais são os 
pirômetros ópticos, pirômetros de radiação total e os termômetros de infravermelho. 
3.6.1. Pirômetros Opticos 
 Os pirômetros ópticos são instrumentos de medição de temperatura que utilizam a 
radiação visível emitida por um objeto para determinar sua temperatura sem contato físico. Eles 
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são amplamente utilizados em aplicações industriais onde é necessário medir a temperatura de 
objetos em movimento, perigosos ou inacessíveis. 
Funcionam com base na comparação da radiação emitida por um objeto com a radiação 
de uma fonte de referência. A radiação visível é focada através de uma lente objetiva, formando 
uma imagem do objeto no plano de um filamento de lâmpada. A intensidade da luz emitida pelo 
objeto é ajustada até coincidir com a intensidade da luz da fonte de referência, permitindo a 
determinação da temperatura. Isso se reflete em uma grande desvantagem, pois depende que o 
material a ser medido esteja em altas temperaturas, o que impossibilita medições de 
temperaturas menores 
3.6.2. Pirômetro de Radiação total 
Os pirômetros de radiação total são dispositivos avançados que medem a temperatura 
de um objeto captando toda a radiação térmica que ele emite, independentemente do 
comprimento de onda. Eles operam com base na Lei de Stefan-Boltzmann, porém, ao contráriodo Pirômetro Optico, este aproveita toda radiação emitida pelo corpo o que faz com que sua 
medição seja mais precisa e permite que ele seja utilizado em uma ampla faixa de temperaturas. 
3.6.3. Termômetro infravermelho 
 Termômetros infravermelhos são dispositivos que medem a temperatura de um objeto 
ou superfície sem contato físico, detectando a radiação infravermelha emitida pelo mesmo. Eles 
operam com base na emissão de radiação infravermelha por objetos que possuem uma 
temperatura acima do zero absoluto (0 Kelvin ou -273,15°C). A radiação infravermelha é 
capturada pelo sensor do termômetro e convertida em uma leitura de temperatura. A equação 
fundamental usada para essa conversão é a Lei de Stefan-Boltzmann, já mencionada 
anteriormente. Devido a sua resposta rápida e medição sem contato, esse tipo de termômetro é 
ideal para medir temperatura de objetos em movimento ou de difícil acesso, fornecendo uma 
leitura com alta precisão e quase instantâneas. 
 
Figura 3.6 – Esquema de funcionamento do pirômetro optico (fonte Pirômetro de radiação) 
https://www.eq.uc.pt/~lferreira/BIBL_SEM/global/pirometro.htm
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4) Conclusão 
Torna-se nítido, portanto, que este trabalho apresentou uma análise aprofundada sobre 
a medição de temperatura, explorando tanto os fundamentos teóricos quanto as práticas e 
tecnologias aplicadas sob essa grandeza física. A partir da revisão dos conceitos fundamentais 
— como a relação entre temperatura e calor, as propriedades termométricas e as escalas de 
medição — foi possível compreender os princípios básicos que compõe essa grandeza física 
que é a temperatura. 
A importância da medição de temperatura discutida neste estudo evidencia sua aplicação 
indispensável em áreas como a indústria, onde o monitoramento preciso e o controle da 
temperatura são essenciais para garantir a qualidade e segurança dos processos. Com isso, é 
importante analisar e discutir a aplicação de cada tipo de dispositivo de medição de temperatura, 
como os termômetros, transdutores, termopares, termorresistências, termistores e medidores 
por radiação. 
Portanto, este trabalho contribui para uma compreensão melhor dos métodos e 
instrumentos de medição de temperatura, oferecendo uma base sólida para aplicar esse 
conhecimento em diversas áreas da ciência e tecnologia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5) Referências 
[1] Monitoramento e controle de processos, 2 / Marcelo Giglio Gonçalves. — Rio 
de Janeiro: Petrobras ; Brasília : SENAI/ DN, 2003. 
[2] https://www.temperatura.com.br/principios-termometria-efeito-seebeck-par-
termoeletrico/ 
[3] https://www.temperatura.com.br/principios-termometria-efeito-peltier-par-
termoeletrico/ 
[4] Termômetro de gás - Termodora 
[5] Wiki | Alutal Measure & Trust 
[6] https://svantek.com/pt/academia/transdutor/ 
[7] https://www.testo.com/pt-BR/produtos/transmissor-de-temperatura 
[8] https://www.makerhero.com/blog/o-que-e-um-termopar/ 
[9] https://alfacomp.net/produto/termopar/ 
[10] O que é sensor de termopar e como ele funciona | Dewesoft 
[11] Como medir a temperatura com sensores RTD | Dewesoft 
[12] Cómo funciona un termómetro bimetálico? | Tameson.es 
[13] Pirometros 
[14] O que é um pirômetro óptico | de máquinas e ferramentas 
[15] https://www.eq.uc.pt/~lferreira/BIBL_SEM/global/pirometro.htm 
 
 
 
https://www.portaldoeletrodomestico.com.br/cursos/eletricidade_eletronica/Apostila_de_Instrumentacao_Petrobras.pdf
https://www.portaldoeletrodomestico.com.br/cursos/eletricidade_eletronica/Apostila_de_Instrumentacao_Petrobras.pdf
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https://www.termodora.com.br/termometro-gas#:~:text=O%20term%C3%B4metro%20de%20g%C3%A1s%20ou,de%20temperatura%20na%20escala%20Celsius.
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https://alfacomp.net/produto/termopar/
https://dewesoft.com/pt/blog/sensores-de-termopar-de-medicao-de-temperatura#introducao
https://dewesoft.com/pt/blog/medir-temperatura-com-rtd-sensores
https://tameson.es/pages/como-funcionan-los-termometros-bimetalicos
https://www.aedb.br/wp-content/uploads/2015/05/20457.pdf
https://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/pirometro-optico-que-es
https://www.eq.uc.pt/~lferreira/BIBL_SEM/global/pirometro.htm