Experimento 2. Montagem potenciométricas de sensores de temperatura

Transcrição

1 Experimento Montagem potenciométricas de sensores de temperatura Objetivo: - Verificar a conversão de sinais de resistência em sinais de tensão; - Verificar o comportamento de sensores NTC e termopar. Material: - sensor NTC de 0 Ω; - resistor de Ω (W); - resistores de 0 Ω (W); - resistor de Ω (W); - década resistiva; - Fonte de tensão; - Multímetro com termopar; - Multímetro de bancada; - Protoboard; - Cabos para instrumentos e conexões no circuito. - Pregadores de madeira (alunos devem trazer este item, mínimo por grupo) Parte : Montagem com circuito Ponte de Wheatstone a) Meça com auxílio do multímetro de bancada os valores dos resistores e do sensor (NÃO ENCOSTE NESTE MOMENTO A MÃO NA PARTE ENCAPSULADA DO SENSOR!). R = ; R 0 = ; R 0 = ; R Sensor (T amb) = ; b) Monte os circuitos da Figura. Ajuste a fonte de tensão (alimentação da ponte) em V. NÃO APLIQUE AINDA TENSÃO NO RESISTOR DE AQUECIMENTO (R = Ω)! Com o auxílio do multímetro de bancada, ajuste a década resistiva de modo a equilibrar a ponte (ou seja, o voltímetro marcar aproximadamente 0 V). Anote o valor de temperatura medida com o termopar: T amb = ;

2 Figura c) Polarize o resistor de aquecimento ( Ω) com V = V. Anote os valores de temperatura (termopar) e tensão (voltímetro) simultaneamente na Tabela ; Sugestão: anote o valor de tensão a cada incremento de o C na temperatura. d) Desconecte o cabo de alimentação do resistor de aquecimento ( Ω). A temperatura vai começar a diminuir. Anote os valores de tensão para os mesmos pontos de temperatura do item (c); e) Desligue a fonte de tensão. Desconecte a década resistiva do circuito e meça sua resistência SEM ALTERAR SUA POSIÇÃO. R década = ; Tabela Medida Temperatura ( o C) R NTC calculada R NTC calculada

3 Parte : Montagem de circuito Ponte de Wheatstone com R shunt a) Insira o resistor de Ω em paralelo com o sensor NTC, como ilustrado na Figura : Figura b) Repita os passos descritos nos itens (b), (c), (d) e (e) da Parte. Preencha os dados na Tabela ; Tabela Medida Temperatura ( o C) R década = ;

4 Parte : Verificação de funcionamento do termopar Esta parte deve ser feita utilizando-se os termopares de dois grupos de laboratório. Monte o aparato da Figura, onde um dos termopares continua ligado no multímetro portátil no modo de medição de temperatura, enquanto o outro termopar deve ser conectado ao multímetro de bancada (na escala de mv) para medição da tensão entre seus terminais (Atente à polaridade do termopar em ambos os multímetros!); Preencha os dados na Tabela. Figura Tabela Medida Temperatura ( o C) Tensão (mv) Tensão (mv)

5 Parte : Questões a) A partir dos dados experimentais da Tabela, construa um gráfico VxT, colocando os valores de tensão obtidos tanto para subida com para descida de T no mesmo eixo; b) Repita o item (a), mas agora utilizando os dados da Tabela ; c) Houve diferença observável nos gráficos entre as situações de subida e descida de T? Se sim, quais as prováveis causas? Qual ou quais características de sensoriamento podem estar relacionadas com as diferenças das curvas obtidas? d) A partir dos gráficos, determine a sensibilidade dos dois sistemas de medição experimentados (faça uma aproximação linear das curvas). Discuta sobre as diferenças observadas e suas prováveis causas. e) Calcule o valor da resistência do NTC a partir dos dados experimentais da Tabela para cada ponto de temperatura medido. OBS: demonstre o método de cálculo utilizado passo a passo para pelo menos um dos pontos. Preencha os valores na Tabela. f) A partir dos dados da Tabela, construa agora um gráfico de R NTC xt, colocando a subida e descida no mesmo eixo; g) A relação entre a resistência do NTC e a temperatura está de acordo com o esperado para este tipo de sensor? Explique. h) A partir dos gráficos de R NTC xt obtidos, determine o valor da constante beta do sensor para as situações de subida e descida de T. Houve diferença nos valores obtidos? Quais as prováveis causas? OBS: utilize os mesmos valores de T tanto para subida como para descida! i) A partir dos dados da Tabela, construa agora um gráfico de VxT, colocando a subida e descida no mesmo eixo. A tensão medida pelo multímetro de bancada pode ser diretamente associada à temperatura lida pelo termopar conectado ao multímetro portátil? Explique.