Os Aparelhos de Medição

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- de líquidos

- de sólido

• Termômetro de pressão

- de líquido

- de gás

- de vapor

• Termômetro a par termoelétrico.

• Termômetro à resistência elétrica.

Contato Indireto:

• Pirômetros

• Termovisores

3.2 - Aparelhos de Contato Direto

3.2.1 - Termômetro de Dilatação de Líquidos:

Funcionamento: Os termômetros de dilatação de líquido funcionam segundo a lei de expansão volumétrica de um líquido com a temperatura dentro de um recipiente fechado. O recipiente de contenção do líquido pode ser de vários materiais inertes como vidro e metal - sendo esse último o mais resistente -, além disso, podem funcionar com vários tipos de líquidos, apesar de mais comumente ser usado o mercúrio.

Os medidores de recipiente de vidro é comumente utilizado na indicação de temperatura de baixa flutuação no processo em que o processo de leitura no próprio local não é um problema, bem como para os casos em que não se faz necessário respostas rápidas e precisões de medição abaixo de 1%.

Já o termômetro metálico é útil para indicações e registros, pois permite leituras remotas e por ser o mais preciso dentre os sistemas mecânicos de medição de temperatura, já que a sua precisão é de aproximadamente 0,5%. O tipo mais comum de termômetro metálico é o de tubo de Bourdon, podendo os seguintes formatos: formato em C, helicoidal e espiral.

Faixa de Operação: A faixa de operação dos termômetros de dilatação variam conforme o líquido utilizado (e no caso do vidro, também dependem do recipiente). Abaixo são listados os líquidos mais utilizados e sua faixa de operação

• Tolueno: -80 a 100° C

• Mercúrio: -35 a 750° C (mais utilizado)

• Álcool: -80 a 70° C

• Pentano: -120 a 30°C

• Acetona: -80 a 50°C

Vantagens e Desvantagens: Por serem sistemas mecânicos de medição de construção relativamente simples, os termômetros de dilatação de líquido apresentam baixo custo se comparado com outros equipamentos. Entretanto apresentam grandes desvantagens, tais como: dificuldade de medir objetos / sistemas em movimento, tempo de resposta muito grande, além de grande fragilidade e necessidade de manuseio.

3.2.2 - Termômetro de Dilatação de Sólidos (Bimetálicos)

Funcionamento: O funcionamento deste tipo de termômetro se baseia na dilatação linear dos metais com a temperatura, quando dois metais com coeficientes de dilatação diferentes são soldados um ao outro e fixados. Na prática a lâmina bimetálica é enrolada em forma de espiral ou hélice, aumentando mais ainda a sensibilidade do aparelho. O termômetro mais usado é o de lâmina bimetálica helicoidal. Sendo um tubo bom condutor de calor, do interior do qual é fixada um eixo que recebe um ponteiro que se desloca sobre uma escala.

Estes termômetros têm aplicação similar às dos termômetros de vidro, entretanto, são mais resistentes já que admitem condições de trabalho mais pesadas. Atualmente é o indicador de temperatura local mais utilizado na área industrial.

Faixa de Operação: Os medidores bimetálico costumam trabalhar na faixa de temperatura entre - 40°C e 500 °C

Vantagens e Desvantagens: Os termômetros bimetálicos são de facílimo manuseio e apresentam alta resistência e preços muito baixo. No entanto, ainda que tenham tempo de resposta mais rápido que os medidores de dilatação de líquido, são demorados se comparados com outros tipos de medidores, tal como o termopar. Outra deficiência dos medidores bimetálicos é a baixa precisão.

3.3.3 - Termômetros de Pressão

Os termômetros de pressão são dividos em: termômetro de pressão de gás, termômetro de pressão de líqudo e termômetro de pressão de vapor.

Termômetro de Pressão de Gás: Esse medidor é construído a partir de um manômetro com tubo de Bourdon indicador que se conecta num bulbo sensor de temperatura através de um capilar. Tais medidores são baseados na lei de Gay-Lussac, que diz que a pressão de um gás é proporcional a temperatura quando o volume é constante. Portanto, variações na temperatura causam variação na pressão do gás, que é sentida pelo manômetro. Os principais gases encontrados nesse tipo de termômetro são: gás hélio, hidrogênio, nitrogênio e dióxido de carbono.

Termômetro de Pressão de Líquido: Tem o mesmo princípio de funcionamento do termômetro de pressão de gás, entretanto é preenchido com um liquido, geralmente mercúrio, variações de temperatura causam uma dilatação volumétrica do liquido, que ocasiona um movimento no manômetro.

Termômetro de Pressão de Vapor: Este medidor é preenchido parcialmente com um líquido de forma que a superfície livre do mesmo se encontre no bulbo, o volume restante é preenchido com o vapor deste mesmo líquido. No equilíbrio, a pressão do vapor é relacionada com a temperatura da interface. O Bourdon mede essa pressão, fornecendo uma indicação que varia de acordo com a temperatura.

Faixa de Operação: Os termômetros de pressão de gás costumam trabalhar na faixa de temperatura entre - 30°C e 500 °C

Vantagens e Desvantagens: Apesar de não ser muito preciso, os termômetros de pressão apresentam facilidade para o manuseio e costumam ter uma baixa faixa de preço.

3.3.4 - Termômetro a Par Elétrico (Termopar)

Funcionamento: O termopar funciona com dois condutores metálicos distintos na forma de metais puros ou ainda em ligas homogêneas. Os fios de metais são soldados em um extremo ao qual se dá o nome de junta quente ou junta de medição. A outra extremidade dos fios é levada ao instrumento de medição de f.e.m. (força eletromotriz ou tensão elétrica), fechando um circuito elétrico de onde flui a corrente elétrica.