Termorresistência

Configuração mais simples de uma termorresistência.

Uma termorresistência (RTD do inglês Resistance Temperature Detector) é um instrumento que permite conhecer a temperatura do meio ambiente, recorrendo à relação entre a resistência eléctrica de um material e a sua temperatura. A maior parte das termorresistências são feitas de platina, mas são também utilizados outros materiais, como por exemplo o níquel. Por norma, quando se fala de uma termorresistência ela é identificada pelo material que a constitui e pela resistência que apresenta a 0 °C. Por exemplo, uma Pt-100 será uma termorresistência de platina que a 0 °C apresenta uma resistência de 100 Ω, ao passo que uma Ni-500 será uma termorresistência de níquel que a 0 °C apresenta uma resistência de 500 Ω.

Descrição geral

A bainha metálica protege o frágil elemento resistivo que permite a obtenção do sinal de saída do aparelho. O elemento resistivo assume uma de duas formas: ou um fio enrolado em torno de um núcleo (cerâmico ou afim), ou alternativamente deposita-se uma fina camada de material sobre um substrato. Consoante o material de que é feita a termorresistência, varia a sua linearidade, bem como a gama de medida e a sensibilidade. Numa termorresistência de platina a sensibilidade ronda os 0,38 Ω/°C.

Matematicamente, o comportamento das termorresistências é aproximado através de polinómios. Para melhorar a aproximação feita, se pode utilizar polinómios de ordem mais elevada, ou então, dividindo a gama de temperaturas em vários intervalos, obtendo para cada intervalo o polinómio que melhor aproxima o comportamento do instrumento. Um equação que representa pequenas variações de temperaturas é a seguinte:

$R_{t}=\ R_{o}[1+y(T-T_{o})]$

Onde:

$R_{t}$ é a resistência na temperatura T;

$R_{o}$ é a resistência a 0°C;

$y$ é o coeficiente de temperatura do material de que é feito o termoresistor;

Termoresistores Eletrônicos

São resistores dependentes de temperatura que são feitos com materiais semicondutores como os óxidos de ferro, magnésio e cromo. O NTC (Negative Temperature Coeficient), tem comportamento em que sua resistência é inversamente proporcional à temperatura. Já o PTC (Positive Temperature Coeficient) tem comportamento contrário ao NTC e sua resistência é diretamente proporcional à temperatura.

Princípio de Funcionamento

As termoresistências, os bulbos de resistência, os termômetros de resistência ou RTD são sensores que se baseiam no principio de variação da resistência ôhmica em função da temperatura. Elas aumentam a resistência com o aumento da temperatura. Seu elemento sensor consiste de uma resistência em forma de fio de platina de alta pureza, de níquel ou de cobre (menos usado), encapsulado num bulbo de cerâmica ou vidro.

Vantagens/Desvantagens

As termorresistências têm como principais vantagens: a sua elevada exatidão, uma vasta gama de medida, uma curva de resistência x temperatura mais linear que outros tipos de sensores, dispensa a utilização de fios especiais e não possuem limitação para distância de operação.

Quanto a desvantagens podemos referir a sua fragilidade, seu elevado tempo de resposta se comparado ao termopar, bem como o fato de a sua utilização requerer alguns cuidados para evitar o aparecimento de efeitos indesejados. Os efeitos referidos são a contaminação da medida:

• devido ao autoaquecimento (devido à dissipação de calor na termorresistência quando esta é atravessada por corrente elétrica), o qual pode ser minorado se a tensão de alimentação for reduzida;
• devido à resistência dos condutores, a qual é eliminada quer pela montagem a 3 fios quer pela montagem a 4 fios.
• devido à toda a extensão do bulbo estar em temperatura não homogênea, isso pode acarretar imprecisão nas medições.

Aplicações

Os termorresistores são usados principalmente para refrigeração de alimentos e compostos químicos, fornos de fusão (produção de metais e ligas, destilação fracionada (produção de bebidas e derivados de petróleo), usinas nucleares e aquecedores e refrigeradores domésticos (fornos elétricos e microondas, freezers e geladeiras).

Os termorresistores podem ser instalados de duas formas, por imersão, ou montado na superfície. A instalação por imersão é quando toda a parte sensitiva do resistor fica em contato direto com o fluido ou ambiente que deseja-se adquirir a temperatura, como em tanques de óleo que podem ser furados para a instalação do sensor. Já a montagem na superfície, é utilizada quando não se pode ter contato direto com o fluido, instalando-se o sensor na superfície externa do recipiente que envolve o fluido, não tendo a mesma precisão que a instalação por imersão. Esse tipo de instalação é realizada em tubulações de gás, por exemplo.

Este artigo incorpora parcialmente texto traduzido do artigo correspondente da Wikipédia em inglês.

Ver também

• Termopar
• Pirómetro
• Termístor

Ligações externas

• Site de um fabricante de termoresistores que faz referência às características do sensor
• Site com esclarecimentos sobre uso e princípio de funcionamento de sensores
• Termorresistências MAFS. Informações sobre montagens de termoresistências, aplicações, materiais utilizados na montagem e suas especificações. Especificação e desenvolvimento de termorresistências e termopares.
• «Termorresistências» 

Referências

• http://www.termoshaw.com.br