RTD x Termopar – saiba como escolher o melhor sensor para sua aplicação

RTD x Termopar – saiba como escolher o melhor sensor para sua aplicação

29 Jul 2019

A medição de temperatura em máquinas e outros processos industriais é uma das variáveis-chave de controle utilizadas para garantir a qualidade dos produtos fabricados em diferentes segmentos da indústria. Atualmente, os dois métodos mais utilizados para medição eletrônica de temperatura são aplicados através de termoelementos: Detectores Resistivos de Temperatura (RTDs) e Termopares. Hoje, aqui no Blog I&A, trazemos um comparativo que irá lhe ajudar e definir quando utilizar uma ou outra dessas duas modalidades de medição.

RTD

A resistência elétrica dos metais aumenta à medida que o calor sobe e os metais se tornam mais quentes, enquanto reduz à medida que o calor diminui e os metais se tornam mais frios. Os leitores RTD utilizam essa variação na resistência elétrica para medir a mudança na temperatura do ambiente. Para que as leituras realizadas por esses produtos sejam interpretáveis, os metais usados nos sensores devem ter resistências elétricas conhecidas e registradas. Os mais populares são os de platina, como o Pt100 e Pt1000 (que possuem em 100 e 1.000 ohms de resistência a zero graus célsius, respectivamente), e de níquel, como o Ni500 (com 500 ohms de resistência a zero graus célsius).

Vantagens RTD

  • Instalação simples
  • Alta precisão 
  • Excelente repetibilidade de leitura


Termopar

A medição de temperatura por termopares parte do princípio de que, ao unir dois condutores metálicos diferentes e expô-los a uma variação de temperatura, uma força eletromotriz é gerada, fenômeno conhecido como Efeito Seebeck. Utilizando uma tabela termopar é possível encontrar a temperatura relacionada à milivoltagem gerada pelo fenômeno. 

Diferentes combinações de metais podem ser usadas na construção de termopares para fornecer diferentes calibrações com variadas faixas de temperatura e características do sensor.

Os tipos mais comuns de termopares são:

Tipo T – formados por um fio de Cobre e outro de Constantan, formados por um fio de Ferro puro como elemento positivo e um fio de Constantan como elemento negativo, podem ser utilizados no vácuo ou em atmosferas oxidantes e têm amplitude de medição variando entre -260°C e 370°C.

Tipo J – formados por um fio de Ferro puro como elemento positivo e um fio de Constantan como elemento negativo, podem ser utilizados no vácuo ou em atmosferas oxidantes, redutoras ou inertes para medição contínua desde 0ºC até cerca de 800°C. No entanto, em virtude da elevada taxa de oxidação do ferro, recomenda-se que a bitola do condutor seja maior ou que seja utilizado juntamente com uma proteção a partir de 500ºC.

Tipo E – formados por um fio de Cromel e outro de Constantan, são adequados para medições até cerca de 870 °C, mas podem ser utilizados em medições abaixo de 0 °C.

Tipo K – formados por um fio de Cromel e outro de Alumel, não devem ser utilizados em atmosferas redutoras ou sulfurosas contendo gases como S02 e H2S, mas podem ser aplicados em situações cuja temperatura pode chegar até cerca de 1250°C.

Tipo N – formados por um fio de Nicrosil e outro de Nisil, são recomendados para uso em faixas de temperatura de 0 a 1.250°C, assim como o termopar tipo K, no entanto possui maior resistência à oxidação do que o mesmo.

Tipo S e R – formados por um fio de uma liga metálica constituída por Platina e Ródio como elemento positivo e um fio de Platina como elemento negativo, pode ser usado em atmosferas oxidantes ou inertes e em ambientes onde a temperatura pode atingir até cerca de 1.480°C.

Tipo B – formados por um fio de uma liga metálica constituída por Platina e 30% de Ródio como elemento positivo e outro de liga metálica constituída por Platina e 6% de Ródio como elemento negativo, são recomendados para uso contínuo em atmosferas inertes ou oxidantes e por curtos períodos de tempo no vácuo, até uma temperatura máxima de cerca de 1.700°C.

Vantagens Termopar

  • Baixo preço
  • Velocidade de medição
  • Resistência a temperaturas


Quando utilizar um ou outro

Em linhas gerais, Termopares são mais baratos e têm tempo de resposta melhor em relação aos RTDs, mas estes possuem uma melhor estabilidade a longo prazo e melhor precisão comparados aos Termopares.

Uma maneira fácil de decidir é através do range de temperatura da aplicação que você quer medir. Em vias gerais, quando uma aplicação requer medição menor do que 850°C, pode-se utilizar RTD. Agora, se você tem uma medição onde a temperatura atinja níveis maiores do que 850°C, o melhor é utilizar Termopar.

Exemplos de aplicação com CLP Nexto

Com uma ampla linha de módulos E/S, que conta com as entradas analógicas NX6020 (RTD) e NX6010 (Termopar), os controladores programáveis da Série Nexto podem ser utilizados nas mais variadas aplicações da indústria. A Agrolink, um de nossos clientes no segmento da Agroindústria, usa o módulo RTD NX6020 para controle de temperatura do seu sistema de gerenciamento dos processos climático e de irrigação. Já a Pavan Zanetti, uma das maiores fabricantes de máquinas da América Latina, faz uso do módulo Termopar NX6010 para controlar a temperatura do plástico utilizado por suas máquinas sopradoras.

Em muitas aplicações, tanto as que utilizam termopar quanto as que fazem uso de RTDs, os valores lidos pelo CLP são utilizados em controles PID, recurso explorado neste material disponível em nossa Base de Conhecimento >> Utilizando blocos funcionais PID no CLP Nexto.