No momento de definir o sensor de temperatura engenheiros e desenvolvedores deparam com essa dúvida muito importante que pode definir o sucesso do seu projeto.
Para definir o sensor ideal devemos levar em consideração alguns pontos fundamentais como:
- Qual o nível de precisão e tempo de resposta que sua aplicação necessita?
- Qual o custo objetivo desse sensor no seu projeto?
- Qual sensor mais prático para desenvolvimento do seu controlador?
Podemos citar outras considerações, como exposição no ambiente, facilidade de substituição e troca de informação com o receptor de dados, porem consideramos essas as mais importante e o qual devemos levar em maior consideração, pois pode comprometer todo sucesso de um projeto de equipamento se a temperatura for um fator relevante de uma maquina ou equipamento.
Tecnicamente a maior preocupação quando se faz uma medição de temperatura em qualquer aplicação é confiar que o sensor de temperatura não influencie o meio o qual esta controlando a temperatura.
A escolha adequada da configuração dos sensores, envolve o encapsulamento (ponto de fixação do sensor e o meio a ser medido), comprimento do cabo e área de contato do sensor, são preocupações fundamentais de projeto para maior eficiência na leitura
O tempo de resposta é um fator preponderante em diversas aplicações, por exemplo mediação de temperatura corporal humana em equipamentos médicos, ou então em maquinas de café onde o aquecimento se eleva em poucos segundos.
Veja a seguir um comparativo com os tipos de Sensores de Temperatura mais comuns existentes no mercado e fabricado pela ADD-THERM:
Tabela comparativa de Sensores de Temperatura
Vantagens Típicas dos Sensores de Temperatura
As faixas de temperatura de atuação e precisão variam para cada tipo de sensor. Os termopares possui o maior range de temperatura sendo amplamente o mais utilizado em aplicações acima de 800°C.
Quando a necessidade é precisão, sem duvida nenhuma que as termoresistencia RTD (pt100 e pt1000) apresentam o mais alto precisão existindo modelo que alcance 0.001% de tolerancia em determinada faixa de temperatura, pode-se também encontrar alto nivel de precisão em sensores NTC abaixo de 0,1% de tolerância em determinada faixa de temperatura. embora entre eles existem diferentes níveis de precisão, consequentemente o mais preciso terá o maior preço.
Longa Estabilidade Termica é definido pela forma como consistentemente um sensor mantém a sua precisão ao longo do tempo. A estabilidade é dita pelas propriedades básicas físicas do sensor. A estabilidade é tipicamente afetada pela exposição a altas temperaturas. Termorresistências RTD e Sensores NTC são os tipos de sensores mais estáveis por um longo periodo. Termopares e semicondutores são os menos estável.
Saídas do sensor variam de acordo com o tipo. Sensores NTC possuem saida em resistência ohmica variam inversamente proporcional à temperatura, por isso é chamado de coeficiente de temperatura negativo (NTC).
Base de metais, tais como platina têm de temperatura positivo coeficientes (PTC). Termopares tem saida em mili-volts que variam com a temperatura. Os semicondutores possuem uma variedade de saídas digitais binarias
Linearidade é definido como a alteração da estabilidade do sinal de saida (Output) varia. Os Sensores NTC são exponencialmente não-linear, exibindo uma sensibilidade muito mais elevada a baixas temperaturas do que a temperaturas elevadas.
A linearidade de um sensor diminui a dificuldade de parametrização do sinal sensor com o circuito, embora existam hoje microprocessadores modernos que possui a função de linearizar facilmente o sinal de sensores nao lineares para o circuito.
Sensores NTC e termoresistencias requerem tensão constante ou corrente constante. Regular a fonte de alimentação é importante para limitar a auto calor gerado em qualquer sensor seja NTC ou Pt100. Para os semicondutores já nao é tão crítico. Termopares possui saida (Output) de tensão.
O tempo de resposta o Sensores NTC e Sensores Digitais possuem o melhor tempo de resposta de acordo com a massa do encapsulamento do sensor .
Ruído e interferencias elétricas de indução é um problema principalmente com termopares devido possuir sinal de saida em volts. Termistores com resistências elevadas possuem uma ótima resistência a esses efeitos.
A resistência dos terminais de metal podem causar um erro de offset em dispositivos resistivos, tais como termístores ou RTD´s. Este efeito é mais ocasionado com sensores em baixa resistência ohimca, tais como RTD´s 100ohm ou termistores de baixa resistência ohimca.
Devido a esse problema, são utilizadas ligações a 3 ou 4 fios para eliminar esse efeito. Para termistores, a escolha de um valor alto de resistência ohmica elimina o efeito. Termopares deve usar cabos de compensação e conectores do mesmo material que os próprios fios
Em custo, os sensores NTC possuem o melhor custo para aplicação em grandes escalas e temperaturas até 300°C, sensores Pt100/Pt1000 são muito utilizados em aplicações que exigem alta precisão e elevadas temperaturas. Termopares são largamente utilizado em aplicações para alta temperatura, acima de 300°C.
Semicondutores possuem longa durabilidade e facilidade de comunicação com circuito. Enfim, para escolhermos o melhor sensor devemos saber qual será nossa prioridade, pois são disponíveis sensores específicos para cada necessidade.
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Sobre a ADD THERM
Empresa Brasileira fundada em 2003, fabricante de produtos para medição e proteção térmica para máquinas, equipamentos em geral e automotivos.
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Depois de anos de experiência dos fundadores em medição e proteção térmica e de engenharia de aplicações, no ano de 2003 começamos nossa produção de sensores de temperatura afim de atender a demanda de fabricantes de máquinas e equipamentos que dependiam de importações de produtos para medição e proteção térmica para suas aplicações.
Com inovações e expansões, a capacidade de produção levou a expansão da linha de produtos da ADD THERM, subdividindo em dois grupos de produtos, medição térmica e proteção térmica, tornando um dos principais fabricantes de produtos para controle e medição térmica do mercado brasileiro.
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