Relatório 1 Medição de Temperatura

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Belo Horizonte, 20 de fevereiro de 2017 
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Engenharia Mecânica 
 
 
Anna Caroline de Souza Silva 
Gabriel Machado de Oliveira 
Tarcísio Augusto Santos Almeida 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA Nº 01: Medição de Temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Anna Caroline de Souza Silva 
Gabriel Machado de Oliveira 
Tarcísio Augusto Santos Almeida 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA Nº 01: Medição de Temperatura. 
 
 
 
Trabalho elaborado durante a disciplina de Laboratório de Sistemas 
Térmicos como requisito parcial para aprovação. 
Professor: Willian Moreira Duarte 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte 
2017 
 
3 
 
3 
 
 
1. Introdução 
Na atualidade temos diversos métodos de medição de todos os tipos de grandezas 
principalmente as mais comuns ao nosso dia a dia e aos problemas nos quais as 
indústrias passam todos voltados para a redução de gastos, e eliminação dos 
desperdícios. Um frequente problema é a perda de energia através do calor, efeito joule, 
e um dos métodos de medição mais utilizados são os termopares, altamente 
tecnológicos, mas com algumas limitações. Na prática em questão utilizaremos quatro 
tipos de termopares utilizados mais repetidamente nas medições industriais, cada um 
com uma característica e uma aplicação que mais se adéqua. 
 
2. Medição de Temperatura 
A medição de temperatura é conhecida desde os primórdios sendo a primeira medição a 
primeira tentativa de mensurar a temperatura foi em 170 d. C. por Claudius Galenus. O 
estudo a fundo sobre a temperatura e as formas de medição passou por várias etapas e 
estudiosos, um dos mais famosos sendo Lord kelvin, quem criou a escala universal 
baseada no coeficiente de expansão de um gás ideal. Atualmente temos diversas formas 
de medição de temperatura, sendo as mais conhecidas citadas abaixo: 
 Termômetro Clínico: Este termômetro utiliza o princípio de dilatação de 
líquidos, principalmente o mercúrio. Opera entre temperaturas de 34°C e 43°C. 
 Termômetro a álcool: Utiliza o mesmo princípio do anterior, porém opera entre 
temperaturas de -10°C e 150°C. Normalmente possui um corante vermelho para 
melhor visualização da escala. 
 Termômetro de Máxima e de Mínima: Indica a temperatura máxima e a mínima 
atingidas pelo termômetro desde a última vez que foi ajustado. Normalmente 
utilizado na meteorologia, e indica a máxima e a mínima temperatura atingida 
no dia. 
4 
 
 Termômetro a gás: Mede a temperatura através da leitura da pressão do gás a 
volume constante. É utilizado para medir baixas temperaturas. Geralmente é 
usado gás Hélio, que tem temperatura de condensação de -269°C. 
 Termômetro de radiação: É utilizado para medir temperatura sem contato com o 
objeto. Usado em satélites meteorológicos para medir a temperatura da 
atmosfera, opera em temperaturas entre -50°C e 3000°C. Mede qualquer sistema 
que emita radiação eletromagnética na forma de luz visível ou radiação 
infravermelha. Normalmente utilizado para detectar humanos, animais ou 
qualquer corpo quente em florestas. 
 Pirômetro Óptico: É um tipo de termômetro de radiação, mas que pode ser 
utilizado para medir a temperatura de metais incandescentes, fornalhas e até 
estrelas, pois pode medir temperaturas acima do ponto de fusão dos materiais 
que o constituem. O valor da temperatura medida é relacionado com a corrente 
elétrica necessária para gerar uma luminosidade do filamento igual ao sistema 
em questão. 
 Termômetro de Lâmina Bimetálica: É constituído por duas lâminas de metais 
diferentes soldadas que, ao serem aquecidas, dilatam-se. Por serem metais 
diferentes, um dilata mais que o outro e encurva a lâmina. Opera em 
temperaturas entre -5°C e 300°C. 
 Termopar: É composto por dois fios de metais diferentes soldados nas 
extremidades e, quando aquecidos, produzem uma corrente elétrica que depende 
da temperatura (Princípio Seebeck). Pode operar até uma temperatura de 1800°C 
e os modelos mais comuns são os tipo K, T, N, P, R, dentre vários outros. 
 Termoresistências: Também é um medidor de temperatura que usa o princípio 
da agitação térmica nos metais para exibir um valor de resistência elétrica. 
Quanto maior a temperatura, maior a resistência elétrica. São vários os modelos 
de termoresistências, dentre as mais usadas estão a PT100 e PT500. A 
resistência exibida é calculada a partir da fórmula abaixo: 
 
R = Ao + Ai*t 
 
5 
 
5 
 
3. Metodologia 
A metodologia adotada no desenvolvimento deste trabalho teve como objetivo 
demonstrar as variações de medidas de temperatura que quatro diferentes medidores 
coletaram de um mesmo sistema térmico. 
O sistema térmico utilizado foi um calibrador de medidores de temperatura, que é 
composto por um sistema de aquecimento (por resistências elétricas) e um sistema de 
resfriamento (gás refrigerante), controlado eletronicamente por um CLP capaz de 
manter a temperatura do sistema estável a partir de uma valor pré selecionado de escala 
centesimal. 
Os quatro medidores de temperatura utilizados na prática foram: 
 Termopar Tipo K: Cromo – Alumínio; 0 a 1200°C; Modelo mais utilizado na 
indústria em geral, pois tem uma excelente resistência à oxidação em alta 
temperatura e à corrosão em baixas temperaturas. 
 Termopar Tipo T: Cobre – Cobre/Níquel; - 180 a 370°C; Sua principal 
característica é a excelente resistência à corrosão, sendo utilizado em 
temperaturas negativas. 
 02 Termoresistores PT100 (“grande” e “pequeno”): Termoresistor de platina que 
apresenta resistência de 100 Ω quando colocado em uma temperatura de 0°C. 
 
Os medidores de temperatura foram inseridos no calibrador pelos orifícios adequados, 
de forma a coletarem os valores sem influências de fatores externos que pudessem 
atrapalhar a leitura. 
O calibrador foi programado para operar em cinco diferentes temperaturas, e, a cada 
mudança da faixa de temperatura, era necessário aguardar em média 5 minutos para que 
a temperatura se estabilizasse e as medidas dos termopares e termoresistores pudessem 
ser coletadas. 
De posse de todas as leituras de cada medidor para cada valor de temperatura, os valores 
dos termopares foram plotados em gráficos temperatura do calibrador X temperatura do 
medidor ou milivolts, enquanto os valores dos termoresistores foram plotados em 
gráficos de temperatura do calibrador X resistência elétrica. A partir dos gráficos, uma 
análise crítica de erro máximo, mínimo, sistemático, desvio padrão, além de regressão 
6 
 
linear foram executados a fim de indicar possíveis fontes de erro de medição ou 
descalibração de equipamentos. 
 
4. Resultados e Análise 
Para as correlações entre as tensões e resistências ôhmicas e suas respectivas 
temperaturas dos termopares foram utilizadas as tabelas do Grupo ECIL Temperatura 
Industrial. 
Após a coleta dos dados na prática do dia 11/02/2017, a correção dos valores e a 
correlação dos mesmos segundo as tabelas do Grupo ECIL, obtiveram-se os dados da 
tabela a seguir: 
Tabela 1: Dados da prática 
PADRÃO 
Tp K 
(°C) 
Tp T 
(mV) 
Tp T 
Correção 
Tp T 
(°C) 
Pt 100 
Grande 
(Ω) 
Pt 100 
Grande 
Correção 
Pt 100 
Grande 
(°C) 
Pt 100 
Pequeno 
(Ω) 
Pt 100 
Pequeno 
Correção 
Pt 100 
Pequeno (°C) 
30 33,7 163 1155 29 111 220,73 324,5 111 220,73 324,5 
35 38,7 370 1362 34 113 222,73 330,1 112,3 222,03 329 
40 43,6 570 1562 38,8 115 224,73 335,8 114,8 224,53 335 
45 48,5 745 1737 42,97 116,7 226,43 340,6 116,5 226,23 34050 53,6 952 1944 47,8 117,5 227,23 342,9 118,6 228,33 346 
Fonte: Elaborada pelos alunos 
 
Com base nos dados, geraram-se os gráficos abaixo: 
Gráfico 1 - Tp K (°C) x Padrão 
 
Fonte: Elaborado pelos alunos 
y = 4,96x + 28,74 
R² = 1 
0
10
20
30
40
50
60
30 35 40 45 50
T
p
 K
 (
°C
) 
Padrão 
7 
 
7 
 
Gráfico 2 - Tp T (°C) x Padrão 
 
Fonte: Elaborado pelos alunos 
 
 
 
Gráfico 3 - Pt 100 Grande (°C) x Padrão 
 
Fonte: Elaborado pelos alunos 
 
 
y = 4,657x + 24,543 
R² = 0,9992 
0
10
20
30
40
50
60
30 35 40 45 50
T
p
 T
 (
°C
) 
Padrão 
y = 4,73x + 320,59 
R² = 0,9794 
310
315
320
325
330
335
340
345
350
30 35 40 45 50
P
t 
1
0
0
 G
ra
n
d
e 
(°
C
) 
Padrão 
8 
 
Gráfico 4 - Pt 100 Pequeno (°C) x Padrão 
 
Fonte: Elaborado pelos alunos 
 
Na tabela 2, encontram-se os valores para Erro, Máximo, Médio e Desvio Padrão para 
as amostras apresentadas. 
Tabela 2: Dados e Cálculos 
PADRÃO Tp K (°C) Tp T (°C) 
Pt 100 Grande 
(°C) 
Pt 100 Pequeno 
(°C) 
30 33,7 29 324,5 324,5 
35 38,7 34 330,1 329 
40 43,6 38,8 335,8 335 
45 48,5 42,97 340,6 340 
50 53,6 47,8 342,9 346 
Erro (R²)% 1,0000 0,9992 0,9794 0,9979 
Média 46,10 40,89 337,35 337,50 
Máximo 53,60 47,80 342,90 346,00 
Desvio 
Padrão 
6,4036 5,8854 5,6666 7,2342 
 Fonte: Elaborada pelos alunos 
 
5. Conclusões 
Conclui-se que a prática possibilitou o estudo e aplicação das medições de 
temperatura e sua aplicabilidade no processo industrial. Viu-se também a utilização de 
equipamentos e sua eficiência e baixo custo. 
y = 5,4x + 318,7 
R² = 0,9979 
310
315
320
325
330
335
340
345
350
30 35 40 45 50
P
t 
1
0
0
 P
eq
u
en
o
 (
°C
) 
Padrão 
9 
 
9 
 
Observou-se que as coletas quase não apresentaram erros. 
Como qualquer equipamento, os aparelhos utilizados para medição de temperaturas 
devem passar por manutenção periódica, para que não haja erros nas medições. 
 
 
 
10 
 
7. Referências Bibliográficas 
ECIL, Grupo Temperatura Industrial. Tabelas de correlação de termopares tipo T. 
Disponível em: <Termopar tipo T - Ecil Temeperatura Industrial> Acesso em: 
<19/02/2017>. 
ECIL, Grupo Temperatura Industrial. Tabelas de correlação de termorresistência tipo 
Pt 100. Disponível em: < Tabela de Correlação para Termorresistência - Tabelas de 
Correlação | Pirometria - Ecil Temperatura Industrial > Acesso em: <19/02/2017>. 
SOUZA, E.; SILVA, M.; MELO, N. Manual para elaboração e normalização de 
trabalhos acadêmicos conforme normas da ABNT. Disponível em: < 
http://unibh.br/uploads/default/manual_abnt_unibh_2012_2ed.pdf>. Acesso em: 
<25/03/2016>.