OS SENSORES DE TEMPERATURA

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SENSORES DE TEMPERATURA

Faculdade Presidente Antônio Carlos de Conselheiro Lafaiete

Engenharia Elétrica

Resumo - Um sensor é um dispositivo que responde a um estímulo físico/químico de maneira específica e que pode ser transformado em outra grandeza física para fins de medição e/ou monitoramento. Desta forma, o sensor associado a um módulo de transformação do estímulo em uma grandeza para fins de medição e/ou monitoramento pode ser definido como transdutor ou medidor, que converte um tipo de energia em outro.

1. Introdução

Como citado anteriormente, os usos de sensores de temperatura são muito comuns em vários produtos comerciais e processos industriais. Suas aplicações mais frequentes costumam ser em sistemas de refrigeração, ar-condicionado, fornos, etc.

Dentro deste contexto, estas experiências apresentam alguns sensores de temperatura, tais como, termostatos, NTC e circuitos integrados.

1. Objetivos

Demonstrar os princípios básicos de funcionamento e aplicações de sensores de temperatura usuais.

1. Desenvolvimento

Material:

• Módulo Universal 2000
• Cartão CS02 - Cartão de Sensores de Temperatura
• Multímetro;

Procedimentos:

1. Com o Módulo Universal 2000 desligado, encaixar a placa CS02 no slot G ou H do barramento de eletrônica digital do mesmo.

 2. Ligar o Módulo Universal 2000.

1. Experiência 1 - Termostato

1. Habilitar a chave 1 da DIP 1 da placa CS02 para alimentar o sistema de aquecimento (resistor e lâmpada) do cartão, a chave 2 para selecionar o sensor S1 (termostato) e a chave 6 para indicar a atuação do mesmo em um circuito de sinalização com o led L1 e o buzzer presentes no cartão. A figura 8 ilustra o circuito resultante ao habilitar as chaves citadas neste item.

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Fig. 1 - Circuito Sensor com Termostato

2. Esperar alguns segundos e verificar se o led e o buzzer são acionados.

3. Com um multímetro verificar a condição do estado ("O" ou "1") do sinal no ponto PT1 do cartão.

4. Desabilitar a chave 1 da DIP1.

5. Esperar até que o led e o buzzer sejam desabilitados.

6. Com o multímetro verificar a condição do estado do sinal no ponto PT1 da placa

• Resultados

A figura 2 ilustra os passos 1 a 3 da experiência, no qual as chaves S1 e S6 estão acionadas e está sendo realizada a medição do ponto PT1 onde foi encontrado o valor de 4.948V.

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Fig. 2 - Passos de 1 a 3 da experiência.

A figura 10 ilustra os passos 4 a 6 da experiência, no qual as chaves S1 estão desabilitadas e S6 está acionada e está sendo realizada a medição do ponto PT1 onde foi encontrado o valor de 0,136 V.

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Fig. 3 - Os passos 4 a 6 da experiência

• Análise dos resultados

Esta experiência ilustra o princípio de funcionamento de um termostato. O termostato utilizado neste cartão fecha o contato a uma temperatura de aproximadamente 40ºC ou superior gerando uma tensão de aproximadamente 5V no ponto PT1, e abre o contato quando essa temperatura cai aproximadamente em 35ºC ou inferior gerando uma tensão de 0 V.

1. Experiência 2 - Controle de Temperatura

1. Montar o circuito ilustrado na figura 11 no Protoboard do Módulo Universal 2000.

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Fig. 4 - Circuito para Controle de Temperatura

2. Conectar o circuito da figura 4 ao cartão CS02, conforme ilustrado na figura 5.

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Fig.5 - Ligações entre o circuito montado em Protoboard e o cartão CS02.

3. Habilitar a chave 2 da DIP 1 para selecionar o sensor S1 (termostato) e a chave 6 para conectar o circuito de sinalização com o led L1 e o buzzer. A figura 13 ilustra o circuito resultante ao habilitar as chaves citadas neste item.

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Fig. 6 - Circuito Resultante para o controle de temperatura.

4. Esperar alguns segundos até que a lâmpada apague. O led e o buzzer deverão ser acionados.

5. Com um multímetro verificar a condição do estado ("O" ou "1") do sinal no ponto PT1 do cartão.

6. Esperar alguns segundos até que a lâmpada acenda. O led e o buzzer deverão ser desabilitados.

7. Com o multímetro verificar a condição do estado do sinal no ponto PT1 da placa.

8. Depois de efetuadas as experiências, desligar o módulo e desfazer as ligações anteriores.

• Resultados

A figura 7 ilustra os passos 1 a 6 da experiência, no qual está sendo realizada a medição do ponto PT1 onde foi encontrado o valor de 4.948 V. Enquanto o comando de ligar a lâmpada está ativo.

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Figura 7 - Os passos 1 a 6 da experiência.

• Análise dos resultados

Esta experiência exemplifica um controle de temperatura do tipo liga-desliga. O sistema de aquecimento (a lâmpada elétrica e resistor em paralelo) é habilitado pelo chaveamento do transistor. Como os contatos do termostato estão a princípio em aberto, não há sinal na base do transistor 01 e, consequentemente, há um nível de tensão na base do transistor do circuito montado em protoboard que fornece a alimentação para o sistema de aquecimento.

Com o sistema de aquecimento desabilitado, ocorrerá um resfriamento do termostato, que terá seu contato aberto. O buzzer e o led indicador serão desabilitados e a lâmpada será acesa novamente, o que ocasionará o aquecimento do termostato repetindo o processo descrito.