Sensores de Temperatura
  O controle de temperatura é necessário em processos industriais ou comerciais, como a 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).

 NTC e PTC

 São resistores dependentes de temperatura.

 O NTC (Negative Temperature Coeficient, Coeficiente Negativo de Temperatura), tem resistência inversamente proporcional à temperatura. Ele é feito de compostos semicondutores, como os óxidos de ferro, magnésio e cromo. Segue a equação abaixo:

R = A e B/T

 A e B são coeficientes que variam com a composição química e "e" é o número de Neper, 2.718.T é a temperatura, em graus Kelvin (some 273 à temperatura em Celsius, para conversão).

 Sua curva característica é, então, exponencial decrescente.

Curva do NTC

Devido a seu comportamento não linear, o NTC é utilizado numa faixa pequena de temperaturas, em que a curva é próxima de uma reta, ou com uma rede de linearização

O NTC é empregado em temperaturas de até uns 150º C.

O PTC (Positive Temperature Coeficient) tem resistência proporcional à temperatura, e atua numa faixa restrita. A variação da resistência é maior que a de um NTC, na mesma faixa. Seu uso é mais freqüente como sensor de sobretemperatura, em sistemas de proteção, por exemplo, de motores.

Diodos

O diodo comum de silício, polarizado diretamente com corrente de 1mA, tem queda de tensão próxima de 0.62V, a 25oC. Esta tensão cai aproximadamente 2mV para cada ºC de aumento na temperatura, e pode ser estimada pela equação:

Vd = A - BT

A e B variam um pouco conforme o diodo. Esta equação é de uma reta, e vale até uns 125 ºC, limite para o silício.

Curva térmica do diodo

O diodo é encontrado em controles e termômetros de baixo custo e razoável precisão, até uns 100 ºC.

Termopar

Quando dois metais encostados são submetidos a uma temperatura, surge nos extremos deles uma tensão proporcional à temperatura. Este é o efeito Seebeck.

V=KT

K é uma constante para cada par de metais, que é utilizável até seu limite térmico.

Metal
Temperatura Máxima
Constante K
Cobre-constantán
375ºC
0.1mV/ ºC
Ferro-constantán
750ºC
0.0514mV/ ºC
 

O custo dos termopares é elevado, e são empregados em aplicações profissionais, onde se requer alta confiabilidade e precisão.

Sensores Integrados:

Há circuitos integrados sensores de temperatura, como o LM 335, da National.

Oferecem alta precisão, por conterem circuitos linearizados. Operam de 0 a 100ºC aproximadamente.
 
 



Colaboração :O mundo da eletrônica.