Relatório Medição de Temperatura e Calibração de Sensores

 UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA[pic 1][pic 2]

FACULDADE DE ENGEN HARIA MECATRÔNICA

Curso de Graduação em Engenharia Aeronáutica

Curso de Graduação em Engenharia Mecatrônica

Laboratório de Ensino de Termodinâmica 

RELATÓRIO DA PRIMIERA AULA PRÁTICA DA DISCIPLINA TERMODINÂMICA APLICADA (FEMEC41051)

Medição de Temperatura e Calibração de Sensores

Prof. Daniel Dall’Onder dos Santos

Dilermando Alexandre Duarte Almeida (11921EMT015)

Guilherme Nunes Monteiro (11921EMT003)

João Vitor Assunção Pereira (11921EMT008)

Luiz Carlos Ferreira Pinto Filho (11821EMT003)

Uberlândia, maio de 2022

1. Materiais e Equipamentos

2. Descrição dos Ensaios

Inicialmente, foi necessário conectar cada equipamento de medição ao seu devido sensor, após isso, água quente (aquecida em uma chaleira elétrica) foi colocada em um recipiente, e água fria (resfriada num refrigerador) em outro, depois, uma tampa rústica foi inserida (improvisada para encaixar os sensores). Dessa forma, o termômetro de mercúrio com escala de 50 ºC a 100 ºC (que tem como objetivo medir uma temperatura padrão) foi encaixado na tampa e inserido no recipiente com água quente, juntamente com os sensores. Após isso, cada equipamento demonstrou o valor medido de temperatura no display, foi notável a diferença na velocidade de medida entre o PT100 e os outros equipamentos (pois este possui um termopar com revestimento mais espesso). Com isso, as medidas foram anotadas e o experimento pôde seguir, porém, com a troca da água quente por gelada e o termômetro de mercúrio foi trocado por outro com escala de -10 ºC a 50 ºC.  É possível visualizar as anotações de cada temperatura com seu respectivo sensor na tabela criada para este relatório.

        É importante destacar também que a ponta de cada termômetro e termopar foi colocada a mesma altura dos demais para evitar erros ou variações de medição, pois a temperatura dos recipientes e dos líquidos não era homogênea, já que para isso seria necessário equipamento mais moderno. Além disso, para as medições de temperatura abaixo de 50 °C foi utilizado o termômetro de mercúrio com faixa nominal de -10 °C até 50 °C.

3. Anotação dos Ensaios

        Conforme as medidas foram sendo feitas, os valores de temperatura obtidos foram sendo anotados, e por fim pôde-se obter a Tabela 1 e partir para a análise.

Tabela 1 – Temperatura obtida em cada sensor durante diferentes medições

Medição	Tpadrão ± 0,1 (°C)	TT ± 0,1 (°C)	TR ± 0,1 (°C)	RP ± 0,1 (Ω)
1	88,0	88	86,7	134,1
2	4,5	3	6,9	102,5
3	70,0	69	69,0	127,2
4	43,9	41	43,5	117,2

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4. Análise dos Resultados

        Por uma análise visual a respeito dos dados obtidos, é possível observar que os valores de temperatura obtidos para uma mesma medição, usando diferentes sensores e a exceção do PT100, foi ligeiramente diferente de um para o outro. Desta forma, para de fato se observar o quão calibrado um aparelho está, busca-se uma relação entre os valores medidos e os valores reais. Para isso adota-se os valores obtidos com o termômetro de mercúrio como a medida de referência, e junto aos demais valores obtidos com os termopares é possível plotar pontos amostrais.

Para o termopar do tipo T, R e PT100 foram obtidas as Figura *, Figura + e Figura / respectivamente, apresentando os pontos obtidos e a reta de tendência dos mesmos, que segue o padrão esboçado na Equação 1, com “Y” dado em °C e “X” dado em °C para as Figuras * e + e em Ω para a Figura /. Espera-se obter um valor próximo de 1 para o coeficiente angular das retas geradas nas Figuras * e + pois idealmente a relação entre a temperatura medida de um instrumento para o outro deve ter uma relação de 1 para 1, ou seja, que variem linearmente e na mesma proporção ao longo de sua escala, já pela reta gerada na Figura / espera-se obter uma relação entre a temperatura padrão e a resistência medida.[pic 4]

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Figura * - Pontos de relação entre Tpadrão e TT, e a reta de correlação entre os pontos obtidos.

Foi obtida então a Equação 2 para reta de regressão que correlaciona a temperatura Tpadrão e TT.

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[...][pic 8]

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Figura + - Pontos de relação entre Tpadrão e TR, e a reta de correlação entre os pontos obtidos.

        Do mesmo modo que a Equação 2, foi obtida a Equação 3 que relaciona a variação de Tpadrão e TR. [pic 10]

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[...]

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Figura / - Pontos de relação entre Tpadrão e RP, e a reta de correlação entre os pontos obtidos.