Neste artigo abordaremos o processo de calibração de um medidor de temperatura para sensor termopar.
A calibração de temperatura exige alta precisão e capacidade de reprodução, bem como estabilidade a longo prazo dos termômetros de referência. Os laboratórios utilizam termorresistências de platina e termopares como sensores de resistência.
Alguns fatores a serem considerados ao escolher um instrumento para medir ou calibrar temperatura incluem precisão, estabilidade a longo prazo, faixa de temperatura e condições ambientais.
O texto discute a diferença entre os sensores de termorresistência e termopares, bem como os métodos de calibração, incluindo o uso de calibradores de sonda de bloco seco e calibradores infravermelhos de corpo negro.
Finalmente, a decisão entre contratar um laboratório especializado ou realizar a calibração é internamente discutida. Boa leitura!
O que considerar na calibração de medidor de temperatura para Sensor Termopar
Durante a calibração de temperatura, é exigido dos termômetros de referência uma alta precisão e capacidade de reprodução, bem como uma estabilidade a longo prazo. Para atender a essas demandas, laboratórios utilizam termorresistências de platina e termopares como sensores de resistência. Embora esses instrumentos tenham funções semelhantes, são muito diferentes em muitos aspectos.
Ao escolher um instrumento para medir ou calibrar temperatura, é importante levar em consideração os seguintes fatores-chave:
- Precisão
- Estabilidade a longo prazo
- Faixa de temperatura
- Condições ambientais
Sobre a termorresistência
Em um Resistance Temperature Detector (RTD) ou termorresistência, a temperatura é medida por meio da resistência elétrica de um condutor, que apresenta uma relação bem definida entre resistência e temperatura, representada em uma curva característica.
Para calibrações, resistores de medição de platina em formato de mola, conhecidos como Platinum Resistance Thermometers (PRTs), são amplamente utilizados como instrumentos de referência, devido à sua alta faixa de temperatura, estabilidade duradoura e grande precisão. O fio da PRT pode ser enrolado em um núcleo de cerâmica ou vidro.
O tipo mais comum de PRT é a Pt100, que apresenta exatamente 100 ohms de resistência elétrica a zero grau Celsius. Existem também outros sensores PRTs, menos comuns, como o Pt25 e o Pt1000, que possuem resistências de 25 ohms e 1.000 ohms, respectivamente, a zero grau Celsius.
Sobre o termopar
Os termopares utilizam um método diferente para medir a temperatura. Consistem em dois fios feitos de metais diferentes, como níquel, cobre ou ferro. A temperatura no ponto de medição faz com que as cargas nos fios mudem de forma diferente, resultando em uma tensão elétrica que pode ser medida.
Também há uma relação definida entre a temperatura e a tensão elétrica, permitindo a medição de temperatura no ponto de medição. Embora os termopares apresentem precisão e estabilidade geralmente menores do que os sensores de termorresistência, possuem uma faixa de temperatura mais ampla, podendo medir temperaturas de até 200 °C a 2500 °C.
Os termopares são calibrados para faixas específicas, dependendo do material utilizado. Alguns dos tipos mais comuns são J, K, T e E, denominados termopares "básicos". Sensores feitos de “metais nobres”, como R, S e B, são menos comuns e geralmente usados em aplicações de alta temperatura.
Como calibrar medidor de temperatura para Sensor Termopar
Para calibrar um sensor de temperatura, o método mais simples envolve verificar como o dispositivo lê a temperatura do ponto de fusão do gelo e do ponto de ebulição da água. No entanto, este método não é uma calibração NIST rastreável.
Calibradores de sonda de bloco seco, como o calibrador de sonda de bloco seco tipo hot point® da OMEGA, fornecem uma maneira rápida e precisa de calibrar termistores, termopares e sondas RTD. Esses calibradores aquecem o termopar até uma determinada temperatura e comparam a leitura no indicador com a do calibrador.
O funcionamento do termopar também pode ser verificado simulando o sinal elétrico produzido pela sonda e comparando a leitura esperada com a indicada.
Já os calibradores infravermelhos de corpo negro são usados para calibrar equipamentos de medição de temperatura sem contato e utilizam uma superfície de emissividade “perfeita” aquecida a uma temperatura conhecida para comparação com a leitura do dispositivo.
É importante destacar que a precisão da medição depende da qualidade da medição da temperatura dentro do calibrador de corpo negro e pode ser de apenas 1%.
Contratar um laboratório ou calibrar medidor de temperatura para Sensor Termopar por conta própria?
Calibrar os equipamentos de medição de temperatura é uma tarefa importante que garante a precisão e a confiabilidade das medições. Mas surge a questão: é melhor calibrar os sensores de temperatura internamente ou contratar um laboratório especializado?
A resposta depende de alguns fatores, como o volume de trabalho de calibração que precisa ser executado e a disponibilidade de recursos na própria empresa. Se a empresa já possui medidores calibrados, acrescentar sensores de temperatura à lista de equipamentos é relativamente fácil, e um investimento em uma sonda de bloco seco ou calibrador de corpo negro pode ser suficiente.
No entanto, para garantir a rastreabilidade NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia), que é a referência em padrões de medição nos Estados Unidos, sempre será necessária alguma calibração externa. Isso garante que as medições sejam precisas e confiáveis e atendam aos padrões internacionais.
A contratação de um laboratório especializado em calibração pode ser a escolha certa para empresas com grandes volumes de trabalho ou que exigem uma alta precisão em suas medições. Esses laboratórios possuem equipamentos avançados e técnicos experientes, garantindo uma calibração precisa e confiável. Além disso, a calibração externa pode ser necessária para atender às normas e regulamentações específicas do setor.
Independentemente da opção escolhida, é importante lembrar que a calibração deve ser realizada regularmente para garantir a precisão das medições. E, se houver alguma dúvida sobre o processo de calibração ou a precisão das medições, é sempre recomendável consultar um especialista.
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