Condicionamento de Sinal de Termopar
Um termopar é um transdutor simples e robusto amplamente utilizado para medir a temperatura em uma variedade de aplicações industriais e científicas. Para obter uma medição precisa, o sinal do termopar deve ser adequadamente condicionado. Vamos explorar o que isso significa e como isso pode ser feito.
1. O que é um termopar?
Um termopar consiste em dois fios de metais diferentes unidos em uma extremidade. Quando essa junção é aquecida ou resfriada, gera uma tensão proporcional à diferença de temperatura entre a junção (junto de medição) e a outra extremidade (junto de referência). A relação entre a tensão e a temperatura é não linear e depende dos materiais dos fios.
2. Por que condicionar o sinal?
A tensão gerada por um termopar é tipicamente pequena, na ordem de microvolts a milivolts. Assim, o sinal é suscetível a ruídos elétricos e pode ser afetado por longos comprimentos de cabo, resistências indesejadas ou interferências externas.
3. Etapas para o Condicionamento de Sinal de Termopar:
a. Amplificação: Devido à baixa magnitude da tensão gerada, o primeiro passo é amplificar o sinal. Amplificadores de instrumentação são geralmente utilizados para essa finalidade.
b. Compensação da junta fria: Como mencionado, a tensão do termopar é baseada na diferença de temperatura entre as juntas de medição e referência. Se a junção de referência não está a uma temperatura conhecida, é necessário fazer uma compensação. Isso é geralmente feito medindo a temperatura da junção de referência com um sensor separado, como um termistor, e adicionando uma tensão correspondente ao sinal do termopar.
c. Filtragem: O sinal amplificado pode conter ruído de alta frequência, o qual deve ser filtrado para evitar leituras incorretas. Os filtros passa-baixa são geralmente empregados para essa finalidade.
d. Linearização: A relação entre tensão e temperatura para um termopar é não linear. Para obter uma leitura precisa da temperatura, o sinal deve ser linearizado. Isso pode ser feito usando circuitos eletrônicos analógicos, mas é mais comumente realizado digitalmente usando um microcontrolador ou processador de sinais digitais.
e. Conversão Analógico-Digital: Para processamento digital ou exibição em dispositivos digitais, o sinal analógico do termopar é convertido em um valor digital usando um Conversor Analógico-Digital (ADC).
4. Conclusão:
O condicionamento adequado do sinal de um termopar é essencial para obter medições de temperatura precisas e confiáveis. Através da amplificação, compensação, filtragem, linearização e conversão, os sinais do termopar podem ser preparados para uso em sistemas de controle, monitoramento e outras aplicações que exigem conhecimento preciso da temperatura.
