FACULDADE BOA VIAGEMCURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

Calibração do Termopar

Arthur Vale, Fábio Franklin, João Martins, Marília Cousseiro, Michelle Lott, Vlamir Valença.

Novembro de 2013

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FACULDADE BOA VIAGEMCURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

Calibração do Termopar

Novembro de 2013

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Relatório referente ao assunto “Determinação do equivalente mecânico do calor” que apresentam os alunos Arthur Vale, Fábio Franklin, João Martins, Marília Cousseiro, Michelle Lott,Vlamir Valença como um dos requisitos para obtenção de nota na disciplina de Física Experimental do Curso de Engenharia de Produção da Faculdade Boa Viagem, lecionada pelo Professor Msc. Ricardo.

RESUMO

Prática relativa ao assunto determinação da calibração do termopar, na qual foi realizado experimento para a obtenção dos valores de a0 e a1.

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LISTA DE FIGURAS

Figuras Descrição-Nome Página

Fig.1 Fórmulas 7

Fig.2 termopar 8

Fig.3 tabelas da calibração do termopar

Fig. 4 gráfico de calibração do termopar 13

10 a 13

13

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SUMÁRIO

Capítulo e seções Página

1. Introdução 6

2. Revisão da literatura 6

2.1 temperatura 6

2.2 resistência 6

2.3 termopares 6

3. Materiais e métodos 7

3.1 Materiais utilizados 7

3.2 Esclarecimentos sobre os Métodos utilizado 7

3.3 Descrição dos Métodos utilizados8

4. Resultados e discussão 10

5. Conclusões 14

5

1. IntroduçãoNeste relatório será discutida a calibração do termopar. Para tal determinação se fez necessário um experimento físico prático realizado no

laboratório de física experimental pelos alunos.

2. Revisão da bibliográficaCom a revisão de bibliografia é possível aprender mais sobre o assunto do qual se trata a prática, ajudando assim a melhor entender os

resultados obtidos.

2.1 Temperatura(Cº).Temperatura é uma grandeza física que indica a intensidade de calor ou frio de um corpo, de um objeto ou do ambiente, em geral medida

por meio de um termômetro.

2.2 Resistência (ohm)Resistência elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica mesmo quando existe uma

diferença de potencial aplicada. Seu cálculo é dado pela Primeira Lei de Ohm, e, segundo o Sitema Internacional de Unidades (SI), é medida

em ohms.

2.3 Termopares Termopares são sensores de temperatura simples, robustos e de baixo custo, sendo amplamente utilizados nos mais variados processos de medição de temperatura. Um termopar é constituído de dois metais distintos que unidos por sua extremidade formam um circuito fechado. O termopar desta maneira gera uma Força Eletro-Motriz (FEM), que quando conectada a um Instrumento de Leitura consegue ler a temperatura do processo destes Termopares. Diferentes tipos de termopares possuem diferentes tipos de Curva FEM x Temperatura.

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3. Materiais e métodos

3.1 Materiais utilizados

2 Béqueres 250 ml Termopar Aquecedor Termômetro digital

3.2 Esclarecimentos sobre os Métodos utilizadosAntes da descrição propriamente dita dos passos do experimento para a calibração do termopar é necessário que sejam expostas as seguintes considerações:

O conceito de termopar são sensores de temperatura simples, robustos e de baixo custo, sendo amplamente utilizados nos mais variados processos de medição de temperatura.;

Considere a temperatura inicial de 8 ºc; Considere-se especificamente para este caso, a temperatura ambiente como 22ºc;

Uma vez determinada todas a fases do procedimento experimental feito e como também o gráfico da calibração do termopar, devera então utilizar-se essa formula abaixo para achar o resultados finais.

ao x ∑g0.g0 + a1 x ∑g0.g1 = ∑f.g0 a0 x ∑g0.g1 + a1 x ∑g1.g1 = ∑f.g1

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Fig.1 Fórmulas

3.3 Descrição dos Métodos utilizados

1. Coloque o termômetro digital e veja se a temperatura da água esta em 8º c.

2. Adicione água ambiente do béquer que contem 8º c, ate que o mesmo em 1 a 1 grau, fique com a temperatura ambiente de 22º c. 3. Determine a temperatura ambiente (22 °C) 4. Com isso coloque a água para aquecer ate chegar a 75 º c.5. Depois disso vá adicionando água fria que esta em outro béquer , no béquer que esta aquecido.6. E por fim a cada grau que diminui do termômetro que esta no béquer da água aquecida,anote a resistência com o aparelho

termopar também inserido n água aquecida.

Fig.2

8

4. Resultados e discussão

Após o experimento, de posse dos dados, faça o gráfico da calibração do termopar.Depois do gráfico de calibração do termopar feito, deve calcular através da formula de interpolação polinomial e obter o resultado para achar a0 e a1.

9

10

Calibração de um TermoparT(°C) R(Ω) x lnx g0 g1 go² g1² g0g1 fg0 fg1

8 2,57 2,57 0,943906 1 2,57 1 6,6049 2,57 0,943906 2,4258389 2,41 2,41 0,879627 1 2,41 1 5,8081 2,41 0,879627 2,1199

10 2,39 2,39 0,871293 1 2,39 1 5,7121 2,39 0,871293 2,08239111 2,37 2,37 0,86289 1 2,37 1 5,6169 2,37 0,86289 2,04504912 2,24 2,24 0,806476 1 2,24 1 5,0176 2,24 0,806476 1,80650613 2,16 2,16 0,770108 1 2,16 1 4,6656 2,16 0,770108 1,66343414 2,06 2,06 0,722706 1 2,06 1 4,2436 2,06 0,722706 1,48877415 2 2 0,693147 1 2 1 4 2 0,693147 1,38629416 1,91 1,91 0,647103 1 1,91 1 3,6481 1,91 0,647103 1,23596717 1,85 1,85 0,615186 1 1,85 1 3,4225 1,85 0,615186 1,13809318 1,78 1,78 0,576613 1 1,78 1 3,1684 1,78 0,576613 1,02637219 1,71 1,71 0,536493 1 1,71 1 2,9241 1,71 0,536493 0,91740420 1,64 1,64 0,494696 1 1,64 1 2,6896 1,64 0,494696 0,81130221 1,57 1,57 0,451076 1 1,57 1 2,4649 1,57 0,451076 0,708189

Temperatura Ambiente 22 1,51 1,51 0,41211 1 1,51 1 2,2801 1,51 0,41211 0,622286

23 1,484 1,484 0,394741 1 1,484 1 2,202256 1,484 0,394741 0,58579624 1,432 1,432 0,359072 1 1,432 1 2,050624 1,432 0,359072 0,51419125 1,355 1,355 0,303801 1 1,355 1 1,836025 1,355 0,303801 0,41165126 1,314 1,314 0,273076 1 1,314 1 1,726596 1,314 0,273076 0,35882227 1,266 1,266 0,235862 1 1,266 1 1,602756 1,266 0,235862 0,29860228 1,212 1,212 0,192272 1 1,212 1 1,468944 1,212 0,192272 0,23303429 1,173 1,173 0,159565 1 1,173 1 1,375929 1,173 0,159565 0,18716930 1,122 1,122 0,115113 1 1,122 1 1,258884 1,122 0,115113 0,12915731 1,088 1,088 0,084341 1 1,088 1 1,183744 1,088 0,084341 0,09176332 1,044 1,044 0,043059 1 1,044 1 1,089936 1,044 0,043059 0,04495433 1,01 1,01 0,00995 1 1,01 1 1,0201 1,01 0,00995 0,0100534 0,957 0,957 -0,04395 1 0,957 1 0,915849 0,957 -0,04395 -0,0420635 0,933 0,933 -0,06935 1 0,933 1 0,870489 0,933 -0,06935 -0,064736 0,891 0,891 -0,11541 1 0,891 1 0,793881 0,891 -0,11541 -0,1028337 0,875 0,875 -0,13353 1 0,875 1 0,765625 0,875 -0,13353 -0,1168438 0,848 0,848 -0,16487 1 0,848 1 0,719104 0,848 -0,16487 -0,1398139 0,812 0,812 -0,20825 1 0,812 1 0,659344 0,812 -0,20825 -0,169140 0,789 0,789 -0,23699 1 0,789 1 0,622521 0,789 -0,23699 -0,1869841 0,768 0,768 -0,26397 1 0,768 1 0,589824 0,768 -0,26397 -0,2027342 0,74 0,74 -0,30111 1 0,74 1 0,5476 0,74 -0,30111 -0,22282

Fig.4 tabelas da calibração do termopar

Gráfico de calibração do Termopar

0 10 20 30 40 50 60 70 800

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Series2

Fig.5 gráfico da calibração do termopar

ao x ∑g0.g0 + a1 x ∑g0.g1 = ∑f.g0a0 x ∑g0.g1 + a1 x ∑g1.g1 = ∑f.g1

75 a0 + 66,309 a1 = -16,52666,309 a0+ 93,014 a1 = 11,935

a0 = - 0,902

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a1 = 0,771

5. Conclusões

Fatores a considerar:

Temperatura do ambiente muito instável; Numero de vezes que o experimento foi realizado (apenas 1); Materiais utilizados, sem graduação e de nível acadêmico.

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com isso, concluimos: O termopar montado e calibrado é um instrumento de boa precisão e adequado para o uso em experiências que objetivam a substituição de um termômetro nas medições de temperatura. Os resultados obtidos através de cálculos completos, porém mais complexos, utilizados no Ensino Superior, e achamos o resultados de a0 e a1 utilizando a formula da interpolação polinomial junto com os dados experimentos.

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