O Efeito Seebeck
Em 1821 Thomas Seebeck descobriu o fluxo de corrente contínua no circuito termoeléctrico quando dois fios de metais diferentes são unidos em ambas
extremidades e uma das extremidades é aquecida.
Como um Termopar Funciona?
Quando dois fios compostos por metais diferentes são unidos em ambas as extremidades e uma das extremidades é aquecida, há uma corrente contínua que flui no circuito termoeléctrico. Se este circuito é interrompido no centro, a tensão de circuito aberto líquido (a tensão Seebeck) é uma função da temperatura de junção e da composição dos dois metais. O que significa que, quando a junção dos dois metais é aquecida ou arrefecida até uma tensão que é produzida pode ser correlacionada de volta para a temperatura.
Intervalos de termopares e limites de erro
A tabela abaixo exibe os intervalos de temperatura e a exatidão para os termopares do tipo J, K, E e T.
Veja modelos adicionais de
termopar.
Tipos de Termopares
Termopares estão disponíveis em diferentes combinações de metais ou calibrações. As quatro calibrações mais comuns são J, K, T e E. Existem calibrações de alta temperatura como R, S, C e GB.
Intervalos de Temperatura Mais Comuns para Termopares |
Calibração |
Temperatura Intervalo |
Limites Padrão de Erros |
Limites Especiais de Erros |
J |
0° a 750°C (32° a 1382°F) |
Superior a 2.2°C ou 0.75% |
Superior a 1.1°C ou 0.4% |
K |
-200° a 1250°C (-328° a 2282°F) |
Superior a 2.2°C ou 0.75% |
Superior a 1.1°C ou 0.4% |
E |
-200° a 900°C (-328° a 1652°F) |
Superior a 1.7°C ou 0.5% |
Superior a 1.0°C ou 0.4% |
T |
-250° a 350°C (-328° a 662°F) |
Superior a 1.0°C ou 0.75% |
Superior a 0.5°C ou 0.4% |
Cada calibração apresenta diferentes intervalos de temperatura e ambiente de operação, apesar da temperatura máxima variar com o diâmetro do fio utilizado no termopar.
Embora a calibração do termopar estabeleça o intervalo de temperatura, o intervalo máximo é limitado pelo diâmetro do
fio do termopar. Isso significa que um termopar muito fino pode não atingir o intervalo completo de temperatura.
Veja uma tabela de referência completa para cada termopar. A tabela inclui os códigos de cores internacionais das ligas de termopar, o intervalo de temperatura e os limites de erro para quase todo o tipo de termopar.
Como escolher um termopar?
1. Determinar a aplicação onde o termopar será utilizado
2. Analisar a variação de temperatura em que o termopar será exposto
3. Considerar qualquer resistência química necessária para o material de termopar ou bainha
4. Avaliar a necessidade de abrasão e resistência à vibração
5. Listar todos os requisitos de instalação
Como escolher um tipo adequado de termopar?
Já que um termopar mede amplos intervalos de temperatura e é relativamente reforçado, ele é muito utilizado na indústria.
Os seguintes critérios devem ser observados na escolha de um termopar:
- Intervalo de temperatura
- Resistência química do termopar ou material da bainha
- Resistência à abrasão e vibração
- IRequisitos para instalação (a compatibilidade com o equipamento existente dever ser observada; orifícios existentes podem determinar o diâmetro da sonda)
Qual é o tempo de resposta?
Uma constante de tempo foi definida como o tempo necessário para que um sensor alcance 63,2% de uma alteração da temperatura, sob condições predeterminadas. Um valor cinco vezes maior do que a constante de tempo é necessário para que o sensor termopar se aproxime de 100% do valor de mudança de temperatura. Um termopar de junção exposta oferece o tempo de resposta mais rápido. Além disso, quanto menor o diâmetro da bainha da sonda, mais rápida será a resposta. Porém, a temperatura máxima poderá ser menor. No entanto, a bainha da sonda pode não resistir a intervalos de temperatura completos dependendo do tipo de termopar.
Como determinar o tipo de junção apropriada?
Sondas de termopar com bainha estão disponíveis com um dos três tipos de junção: aterradas, isoladas ou expostas (consulte a ilustração abaixo: "Tipos de pontas para termopares"). Na ponta de uma sonda de junção aterrada, os fios do termopar estão fisicamente ligados ao interior da parede da sonda. Isso resulta em uma boa transferência de calor oriunda do exterior, através da parede da sonda até a junção com o termopar. Em uma sonda isoladas, a junção de termopar é separada da parede da sonda. O tempo de resposta dessa sonda é mais lento do que o tipo aterrado, embora ofereça isolamento elétrico (consulte a tabela abaixo).
O termopar do tipo com junção exposta projeta a ponta para fora da bainha, que permanece exposta ao ambiente externo. Esse modelo oferece o melhor tempo de resposta, mas a sua utilização é limitada a aplicações secas, não corrosivas e não pressurizadas.
Tabelas de referência para termopares
Os termopares produzem uma tensão de saída que é relacionada à temperatura medida pelo termopar. Os documentos na tabela abaixo fornecem a tensão termoelétrica e a temperatura correspondente para cada modelo de termopar. A maioria dos documentos exibe o intervalo de temperatura para cada termopar, os limites de erro e as considerações ambientais.
Termopar Tipo B(° C)
Termopar Tipo B(° F)
Termopar Tipo C(° C)
Termopar Tipo C(° F)
Termopar Tipo E(° C)
Termopar Tipo E(° F)
Termopar Tipo J(° C)
Termopar Tipo J(° F)
Termopar Tipo K(° C)
Termopar Tipo K(° F)
Termopar Tipo N(° C)
Termopar Tipo N(° F)
Termopar Tipo R(° C)
Termopar Tipo R(° F)
Termopar Tipo S(° C)
Termopar Tipo S(° F)
Termopar Tipo T(° C)
Termopar Tipo T(° F)
Tungstênio e Tungstênio
Rênio
CHROMEGA™ vs. Ouro-0,07 de
porcentagem atômica de Ferro