Aquisição e Tratamento de Dados – Teoria (8): Termístores – Sensores de Temperatura

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Termístores

Um forma barata de sensorear a temperatura é utilizar termístores. Um termístor é uma resistência semicondutora termicamente sensível , formada por óxidos de vários metais. O tipo e a composição dos óxidos semicondutores utilizados (manganésio, níquel, cobalto, etc.) depende do valor da resistência e coeficiente de temperatura requeridos.
Os termístores mais utilizados têm um coeficiente de temperatura negativo e têm uma elevada sensibilidade a pequenas mudanças de temperatura, tipicamente 4% / ⁰C.
A sua precisão é cerca de dez vezes maior do que os termopares mas não são tão precisos como os RTDs. Os termístores não são dispositivos lineares e são utilizáveis em gamas de temperaturas de -80 ⁰C a 250 ⁰C. Tendo isso em atenção, os modernos sistemas baseados em microprocessadores (quer PCs quer registadores independentes) podem ser utilizados para aliviar algumas das limitações causadas pela não linearidade, modelando-as com equações quadráticas.
Os termístores apresentam uma elevada resistência, tipicamente 3k, 5k, 6k e 10k a 25 ⁰C, embora valores de cerca de 100 ohm estejam disponíveis. Elevada resistência significa que as resistências dos fios das pontas de prova / sonda, usados para alimentar os termístores, sejam habitualmente negligenciáveis, necessitando-se pois apenas de esquemas de medição a dois fios.
Um dos atractivos dos termístrores é a variada gama de formatos existentes, esferas, discos, varetas, e sondas que podem ser facilmente fabricadas. O seu pequeno tamanho significa que têm uma rápida resposta térmica, mas podem demasiado frágeis quando comparados com os RTDs, que são mais robustos.
Tal como as correntes de alimentação para os RTDs podem causar problemas de autoaquecimento, esse é ainda mais o caso com os termístores devido aos elevados valores das suas resistências.
Os problemas de autoaquecimento podem ser grandemente atenuados com estas medidas:
– Minimização da corrente de alimentção;
– Alimentá-los apenas quando a medida é efectuada;
– Calibração dos erros de estado estacionário. Alguns especialistas dizem que o crescimento da temperatura, em ⁰C, devido ao autoaquecimento pode ser calculado dividindo a potência de dissipação interna proposta por 8 mW.

Exemplo:

Quando o termístor é aquecido pelo aquecedor, a sua resistência baixa, ao fim de poucos segundos. À medida que isso acontece, a corrente começa a fluir do positivo da fonte (9 V) para o negativo. A corrente flui na base do transístor, permitindo que o LED acenda.

A resistência de controlo pode ser subida ou baixada, o que torna o circuito mais ou menos sensível.