Elétrica

Como funciona um termopar na prática

Mardey Costa
Escrito por Mardey Costa em 07/09/2022
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Você sabe como funciona um termopar na prática?

Neste artigo, você vai descobrir o que é, como funciona um termopar na prática, e também sobre a curva do termopar com a relação entre a tensão de saída.

Portanto, se você quer aprender mais sobre esse assunto, então continue lendo esse artigo. Nele você vai aprender sobre:

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Como funciona um termopar

O termopar é um dos tipos de sensores de temperatura muito utilizado para fazer a medição em ambientes industriais.

Esse tipo de sensor é muito utilizado devido a sua alta precisão, ampla faixa de medições de temperatura e o seu baixo custo.

Neste caso, é possível fazer medições desde algumas dezenas negativas até milhares de graus Celsius.

Mas como funciona o termopar, é o que vamos explicar agora.

Termopar e o efeito seebeck

Neste caso, é importante destacar que o princípio básico de funcionamento do termopar foi descoberto por acaso pelo físico estoniano Thomas Seebeck em 1821.

Ele percebeu que se há uma união entre dois metais diferentes, e os dois foram mantidos a temperaturas diferentes.

Então aparecerá assim uma diferença de potencial elétrico entre os dois metais.

De maneira geral, essa descoberta foi chamada de efeito Seebeck.

E por isso, o sensor de um termopar consiste nessa união de dois metais.

Confira abaixo um exemplo de um dos tipos de sensores termopares.

Exemplo de um termopar

É importante destacar que existem vários tipos de sensores termopares.

Na imagem abaixo é possível visualizar um exemplo de um termopar do tipo K, confira.

Como funciona um termopar tipo K

O sensor termopar acima do tipo K  é formado por um fio de Cromel como elemento positivo e Alumel como elemento negativo.

Características do sensor termopar tipo K

Esse tipo de termopar do tipo K consegue realizar medições em faixas de temperatura que variam de -50 a 1250°C.

Na prática, ele é feito de material de Cromel (90% Níquel e 10% Cromo) e Alumel (95% Níquel e 5% Alumínio).

O material do cabo externo (blindagem) é de trança de aço inoxidável, e o material do cabo de isolamento interno é de fibra de vidro e com sonda de aço inoxidável.

O termopar do tipo K acima possui um diâmetro da sonda de 5mm, com diâmetro da rosca do parafuso de 8mm.

Neste caso, o comprimento do cabo acima é de 3 metros e o comprimento da sonda é de 100mm.

Mas onde é usado esse tipo de termopar do tipo K, é o que vamos explicar agora

Onde é usado o termopar do tipo K

É importante destacar que esse termopar do exemplo acima trabalha com uma margem de erro 0,3°C.

E é usado em aplicações industriais que geralmente permitem um limite maior de erro.

Por isso, ele pode ser aplicado na medição de temperatura ambiente, de líquidos e até do solo.

De maneira geral, os termopares do tipo K podem ser encontrados em atividades metalúrgicas, siderúrgicas, fundições, usinas de cimento e outras.

Mas é importante destacar que ele não deve ser utilizado em atmosferas redutoras ou sulfurosas.

Funcionamento de um termopar

Na imagem abaixo é possível visualizar um exemplo de como funciona o sensor termopar.

Como funciona um termopar e seus componentes

Neste caso, eles são ligados a um voltímetro que é capaz de medir a tensão de saída do par termoelétrico.

Por isso, a partir dessa tensão que será medida, é possível determinar a temperatura em que a união dos metais se encontra.

Combinação de metais no termopar

Como dissemos acima, para fazer sensores de temperaturas como o termopar e utilizando esse princípio de combinações de metais que já foram normalizadas.

Isso acontece porque essa normalização ocorre porque certas combinações de metais já possuem as tensões elétricas de saída tabeladas.

Além disso, esses metais conseguem atuar em uma ampla gama de temperatura.

Mas também poderia ser possível construir um sensor de temperatura com praticamente qualquer combinação de metais.

Curvas dos sensores termopares

É importante destacar que outro aspecto importante a ser levado em conta está relacionado à sua curva do termopar.

Na imagem abaixo é possível visualizar a curva do sensor termopar, confira.

Curva de como funciona um termopar

Na imagem acima temos a curva do termopar com a relação entre a tensão de saída em milivolts e a temperatura do sensor termopar.

Neste caso, os valores de temperatura para cada tensão medida para os diferentes tipos de termopar estão tabelados.

Curva do termopar tipo K

Como dissemos acima, existem vários tipos de termopares como o termopar do tipo K e outros que são mostrados no gráfico.

De maneira geral, a faixa de temperatura do termopar do tipo k está entre os -200°C e 1260 °C, com uma sensibilidade de aproximadamente 41µV/°C.

Portanto, medindo a tensão de saída no sensor, é possível saber a temperatura medida, verificando a tabela.

Mas é importante destacar que para diferentes tipos de termopares também irão possuir diferentes curvas de temperatura.

Mas antes de finalizar esse artigo que explica como funciona um termopar, confira as nossas recomendações abaixo.

Mais informações sobre funcionamento do termopar

No artigo acima, nós explicamos o que é, como funciona um termopar e também sobre a curva do termopar com a relação entre a tensão de saída

Mas é importante relembrar que nós já fizemos um artigo completo explicando o que é o sensor termopar, para que ele serve, quais são os tipos e como ele funciona na prática.

Por isso, se você tiver interesse, então acesse o artigo acima para saber mais.