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Princípio de medição
Para a medição com termorresistores (Pt 100) é normalmente
utilizado um circuito de medição do tipo ponte
de Wheatstone, sendo que o circuito encontra-se
balanceado quando é respeitada a relação R4.R2 = R3.R1 e desta forma não circula
corrente pelo detector de nulo (galvanómetro), pois se esta relação é
verdadeira, os potenciais nos pontos A e B são idênticos. Para utilizar este
circuito como instrumento de medição de termorresistência, teremos as seguintes configurações:
Figura 1 Medição com ponte de
Wheatstone
As resistências dos cabos, dos contatos, podem ser
importantes e somam-se à resistência do transdutor. Desta maneira, existem
vários tipos de montagens que podem ser realizadas, buscando minimizar esses
efeitos: (a) dois fios, (b) três fios e (c) quatro fios.
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Ligação a dois fios
Como se vê na figura 2, dois condutores de resistência
relativamente baixa RL1 e RL2
são usados para ligar o transdutor Pt 100 (R4) à ponte do instrumento
de medição. Nesta disposição, a resistência R4 compreende a resistência do Pt
100 mais a resistência dos condutores RL1 e RL2. Isto
significa que os fios RL1 e RL2
a menos que sejam de muito baixa resistência, podem aumentar
apreciavelmente a resistência do transdutor e conseqüentemente diminuir sua
sensibilidade e precisão.
Figura 2 Ligação do Pt 100 a dois fios
Tal disposição resultará em erro na medição da temperatura,
a menos que haja algum tipo de compensação ou ajuste dos fios do transdutor de
modo a equilibrar esta diferença de resistência. Deve-se notar que, embora a
resistência dos fios não se altere, uma vez já instalado, os mesmos estão
sujeitos às variações da temperatura ambiente, o que introduz uma outra
possível fonte de incerteza na medição. O método de ligação a dois fios, somente
deve ser usado quando o transdutor estiver á uma distância de aproximadamente 3 metros. Concluindo, neste
tipo de medição a dois fios, sempre que a temperatura ambiente ao longo dos
fios de ligação variar, será introduzido um erro na leitura de temperatura do
instrumento de medição, devido à variação da resistência de linha .
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Ligação a três fios
Esse é o método mais utilizado para termorresistores (Pt
100) na indústria. Neste circuito a configuração elétrica é um pouco diferente,
fazendo com que a alimentação fique o mais próximo possível do transdutor,
permitindo que RL1 passe
para o outro braço da ponte, balanceando o circuito. Na ligação a dois fios, as
resistências de linha estavam em série com o transdutor, agora na ligação a
três fios elas estão separadas.
Figura 3 Ligação do Pt 100 a 3 fios
Nesta situação, tem-se a tensão AB, variando linearmente em
função da temperatura da Pt 100 e independente da variação da temperatura
ambiente ao longo dos fios de ligação. Este tipo de ligação garante relativa
exatidão, mesmo com grandes distâncias entre o transdutor e o circuito de
medição.