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Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia – Curso de Engenharia de telecomunicações ESP 1049 – Medidas Elétricas e Eletrônicas Relatório de Aula Prática – 21/03/2018 Grupo Mario Sergio Viero – marioarigony@outlook.com, Patrick Peranconi – p.patrickgodoi@gmail.com Variação da Resistência com a Temperatura Resumo: O experimento consistiu na medição de resistência elétrica sobre um condutor conforme ocorria a variação da temperatura. Utilizando dois sensores foram analisados os valores de resistência para a subida e para a descida da temperatura, gerando por fim as curvas características. 1. Introdução: Sendo o principal componente do experimento o sensor de temperatura sofre variação em uma grandeza elétrica de acordo com uma grandeza física, desde que exista uma relação conhecida entre a variação elétrica e a grandeza física. Os sensores NTC e PTC também conhecidos como termistores são tipos de sensores em que a relação entre resistência elétrica e temperatura são conhecidas, ensuráveis e que possuem boa tolerância e precisão. 2. Desenvolvimento teórico: Termistores são resistores termicamente estáveis e sensíveis, cujas características exibem grandes mudanças na resistência com uma pequena mudança da temperatura do corpo, devido a alteração na concentração de portadores de carga. Sensor de temperatura NTC Os sensores do tipo NTC possuem resistência inversamente proporcional a temperatura. São mais utilizados por possuírem incrível sensibilidade para controle, medição ou polarização de circuitos eletrônicos. Seu diferencial e ser muito mais sensível a variações de temperatura, comparado com outros sensores de resistência variável com a temperatura. São fabricados a partir da mistura de óxidos de metais de transição, manganês, cobre, cobalto e níquel, apresentam variação de resistência ôhmica em relação à temperatura submetida e fabricados a partir de um elemento resistor termicamente sensível que possui um coeficiente negativo. Sensor de temperatura PTC Os sensores do tipo PTC possuem resistência proporcional a temperatura, atuam numa faixa restrita em virtude da falta de linearidade e em como peculiaridade possuírem um ponto de transição, ou seja, somente a partir de uma determinada temperatura exibira uma variação ôhmica com a variação da temperatura. A variação da resistência e maior que a de um NC, na mesma faixa e sua utilização e mais frequente para a medição e proteção térmica de motores e transformadores e maquinas industriais. Os sensores PTC são compostos de silício e são ideais para aplicações onde e desejada ótima estabilidade térmica, durabilidade e rápida resposta. possuem o coeficiente positivo de temperatura de resistência com precisão de 1% a 3% podendo ser utilizado para medições de temperatura ate 150ºC. 3. Procedimento experimental O procedimento experimental foi realizado com a utilização de dois multímetros conectados um a cada sensor de temperatura para medir os valores para resistência elétrica sobre o condutor conforme variávamos a temperatura. Foi mantido um valor constante de velocidade e valor de temperatura e então se anotou os valores de resistências mostrados nos multímetros com uma variação de 5ºC para cada valor anotado. 4. Resultados Tabela 1. Valores de resistência com variação da temperatura Gráfico 1. Subida da temperatura – Sensor NTC Temp Subida Descida Subida Descida 33 2,55 2,65 112,16 112,37 35 2,39 2,54 113 112,86 40 2,18 2,29 114,63 114,85 45 1,98 2,1 116,63 116,56 50 1,81 1,89 118,5 118,66 55 1,69 1,74 120,26 120,52 60 1,57 1,61 122,29 122,45 65 1,48 1,53 124,09 124,07 70 1,41 1,43 126,48 126,22 75 1,35 1,37 128,44 128,16 80 1,29 1,31 130,25 129,9 85 1,24 1,26 132,15 131,76 90 1,2 1,22 134,42 133,24 95 1,17 1,2 136,6 134,66 100 1,15 1,16 138,04 138,14 NTC PT-100 Gráfico 2. Descida da temperatura – Sensor NTC A mudança da resistência com a temperatura pode resultar em um coeficiente negativo da resistência, onde a resistência diminui com um aumento na temperatura (termistor NTC – negative temperature coefficient). Os sensores do tipo NTC são mais usados, pois existe uma maior facilidade em fabricá-los e possuem uma incrível sensibilidade ao aumento de temperatura, esta característica infelizmente também trás uma desvantagem, devido a alta sensibilidade a curva de temperatura do sensor tipo NTC não é linear, apresentando um comportamento exponencial. Gráfico 3. Subida da temperatura – Sensor PT-100 Gráfico 4. Descida da temperatura – Sensor PT-100 Quando a resistência aumenta com um aumento na temperatura, o resultado e um coeficiente positivo da temperatura (termistor PTC – positive temperature coefficient). Sendo o PT100 um transdutor de temperatura resistivo composto de platina pura. A resistência da platina varia de forma diretamente proporcional de acordo com a elevação da temperatura como todos os metais, tendo dessa forma presente nos gráficos a curva característica do sensor PT100, mas a platina é utilizada devido a sua alta condutibilidade. 5. Conclusão Com a realização do experimento concluiu-se que o sensor PT-100 é um dos sensores de temperatura mais precisos. Não só proporciona uma precisão de qualidade, como também fornece excelente estabilidade e repetitividade. Com o levantamento das curvas observou-se que a sensibilidade de um transdutor indica qual deve ser a variação menor da intensidade da grandeza medida que o sensor pode detectar, ou seja, a menor variação da grandeza medida que cause uma alteração sensível do sinal elétrico de saída. Referências bibliográficas: [1] http://www.addtherm.com.br/2017/01/12/sensores-de-temperatura-ntc-e-ptc/ [2] http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/corrente/var_resist_temperatura/ [3] http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica/52-artigos-diversos/4888-art645 [4] https://br.omega.com/prodinfo/pt100.html [5]https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4119238/mod_resource/content/1/01%20Introdução%20a %20sistemas%20de%20medição.pdf
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