IC Relatório Termopar

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INSTITUTO FEDERAL SUL – RIOGRANDENSE
	 CAMPUS PELOTAS
	 CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
	 DISCIPLINA: Instrumentação e Controle
 PROFESSOR: Diego Gil
Medição de Temperatura com Termopares
Alunas: Adriana Heling, Aline Dalla, Caroline Mendes e Janaína Brum
Turma: 4V
Pelotas, Maio de 2013.
OBJETIVO
Determinar a variação da milivoltagem (tensão) na extremidade de três termopares em função da alteração da temperatura de um líquido, traçando-se a curva fem X temperatura.
INTRODUÇÃO
A temperatura é a segunda grandeza mais medida no mundo, perdendo apenas para o tempo. Só por isso, já temos uma idéia da sua importância na vida das pessoas e na produção industrial. Monitoramento ambiental; meteorologia; investigação de novos combustíveis, etc. Ou seja, praticamente todo o processo industrial está sobre os efeitos dessa grandeza.
Ao contrário da pressão, a medição da temperatura não depende da quantidade do material que se pretende avaliar. Por esse motivo, foram muitas as dificuldades em se criar um instrumento capaz de medi-la corretamente. Galileu Galilei é considerado o primeiro inventor de um termômetro, em 1592. Depois dele, vários modelos foram desenvolvidos.
Os termopares são os sensores de temperatura preferidos nas aplicações industriais, seja pela sua robustez, seja pela simplicidade de operação. Entretanto, para que as medições de temperatura com termopar sejam significativas e confiáveis, é fundamental conhecer não somente os princípios básicos de operação, como também as condições que o usuário deve proporcionar para que esses princípios sejam válidos.
Os sensores de temperatura podem ser calibrados pelo método de comparação com um sensor padrão de referência ou pelo método de pontos fixos (pontos de fusão, solidificação ou pontos triplos de substâncias quimicamente puras) definidos na Escala Internacional de Temperatura de 1990. Além desses dois métodos de calibração de sensores de temperatura, temos uma terceira denominada calibração pelo método da ponte ou fio. Este método, que é uma variação do método por pontos fixos, aplica-se à calibração de termopares de metais nobres (tipos S, R ou B) e é uma alternativa para a calibração desses sensores a altas temperaturas (até aproximadamente 1600 °C). 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Um termopar consiste de dois condutores metálicos de natureza distinta, podendo estar na forma de metais puros ou de ligas homogêneas.
Os fios metálicos são soldados em um extremo denominado de junta quente ou junta de medição. A outra extremidade dos fios é levada ao instrumento de medição da fem (força eletromotriz), fechando um circuito elétrico por onde flui a corrente em função do efeito SEEBECK. O ponto onde os fios que formam o termopar se conectam ao instrumento de medição é chamado de junta fria ou de referência. 
MATERIAIS
→ 1 Termopar tipo J, K e T
→ 1 Termômetro de dilatação de líquido
→ 1 Milivoltímetro
→ 1 Térmica de água quente
→ 1 Térmica de água fria ( com gelo )
→ 1 Béquer
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Colocou-se a água fria no recipiente. Mediu-se a temperatura ambiente (Tamb) e anotou-se em cada tabela (Tabela J, K e T) .
Colocou-se o termômetro de líquido na água.
Foi feita a leitura do termômetro de líquido e do milivoltímetro e anotou-se os valores nas respectivas tabelas.
Adicionou-se água quente até possuir uma variação de aproximadamente 15°C na água do recipiente.
Em seguida foi feita a leitura do termômetro de líquido e do milivoltímetro e anotaram-se os valores nas tabelas.
Repetiu-se o procedimento 3 e 5 até completar a tabela.
Utilizou-se as tabelas de referência para o termopar J, K e T. Preencheu-se as colunas 5 (f.e.m total) e 6 (f.e.m da água) da tabela de cada termopar.
TABELAS
	Medida
(J)
	1
Temperatura
Do Termômetro
na água (°C)
T água
	2
Temperatura
Ambiente (°C)
T amb
	3
f.e.m.
T amb
(mV)
	4
f.e.m. medida no Multivoltimetro
(mV)
	5
f.e.m
Total
( 3 + 4 )
	1
	72 °C
	26 °C
	1,329
	2,24
	3,569
	2
	51 ° C
	26 °C
	1,329
	1,06
	2,389
	3
	45 °C
	26 °C
	1,329
	0,72
	2,049
	4
	36 °C
	26 °C
	1,329
	0,25
	1,579
	5
	20 °C
	26 °C
	1,329
	-0,63
	0,709
	Medida
(K)
	1
Temperatura
Do Termômetro
na água (°C)
T água
	2
Temperatura
Ambiente (°C)
T amb
	3
f.e.m.
T amb
(mV)
	4
f.e.m. medida no Multivoltimetro
(mV)
	5
f.e.m
Total
( 3 + 4 )
	1
	60 °C
	26 °C
	1,041
	1,20
	2,241
	2
	51 °C
	26 °C
	1,041
	0,80
	1,841
	3
	43 °C
	26 °C
	1,041
	0,49
	1,531
	4
	36 °C
	26 °C
	1,041
	0,23
	1,271
	5
	17 °C
	26 °C
	1,041
	-0,47
	0,578
	Medida
(T)
	1
Temperatura
Do Termômetro
na água (°C)
T água
	2
Temperatura
Ambiente (°C)
T amb
	3
f.e.m.
T amb
(mV)
	4
f.e.m. medida no Multivoltimetro
(mV)
	5
f.e.m
Total
( 3 + 4 )
	1
	60 °C
	26 °C
	1,033
	1,29
	2,323
	2
	52 °C
	26 °C
	1,033
	0,91
	1,943
	3
	43 °C
	26 °C
	1,033
	0,52
	1,563
	4
	36 °C
	26 °C
	1,033
	0,19
	1,223
	5
	17° C
	26 °C
	1,033
	-0,57
	0,463
Questões
Calcule os valores da coluna 5 e comente as prováveis causas que podem gerar eventuais diferenças em relação aos valores da coluna 6.
- Os valores calculados da coluna 5 estão descrevidos nas tabelas.
Com base nos valores da tabela, obtenha para cada termopar o gráfico f.e.m total mV (coluna 5) X T água (coluna 1).
Série 1 (azul) : FEM total J
Série 2 (vermelho) : FEM total K
Série 3 (verde) : FEM total T 
Usando os gráficos construídos comente qual dos termopares possui maior sensibilidade, justificando sua resposta.
- O termopar que possui maior sensibilidade é o J (azul), porque quanto mais inclinação na reta mais sensível e também porque com uma menor temperatura gera maior valor de mV.
Construa uma equação que represente a relação temperatura em função da f.e.m para cada termopar.
 J K
y = 0,0672x - 0,7898 y = 0,0466x - 0,4716 
R² = 0,9484 R² = 0,9972 
 T
 y = 0,0409x - 0,242
 R² = 0,9955
Explique como podem ser utilizadas as equações determinadas no item d.
- Para determinar a temperatura.
Qual motivo da necessidade de determinarmos a temperatura ambiente.
- A necessidade de determinar a temperatura ambiente é para reduzir os erros na leitura de cada termopar.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Erros foram obtidos, e podem ser justificados em função de algumas condições como falhas nos equipamentos devido às calibrações, um menor espaço de tempo entre as medições, falhas humanas na coleta dos dados, condições físicas dos equipamentos, dentre outros. 
CONCLUSÃO 
O método de medição de temperatura através dos termopares são eficientes para medições de temperaturas.
Os erros podem acontecer devido ao mal contato do multivoltímetro e dá má calibração do termômetro.
REFERÊNCIAS
Acessado em 07/05/2013 – Disponível em http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAX94AG/relatorios-sobre-medidores-temperaturas-termopares