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TERMORESISTÊNCIA PT-100 - MEDIÇÃO A 2, 3 E 4 FIOS

Existem normalmente dois instrumentos principais para determinar a resistência ôhmica das termoresistências, que são pontes de medição (Ponte de Wheatstone) e os eletrônicos.
O circuito em ponte é bastante utilizado em laboratórios, devido a sua alta precisão e em alguns sistemas industriais.
A ponte de Wheatstone, quando apresenta uma relação de resistência R1.R3 = R2.R4, esta se encontra balanceada ou em equilíbrio e desta forma não circula corrente pelo galvanômetro, pois os potenciais nos pontos A e B são idênticos.
Portanto conhecendo-se os valores de R1 e R2, e ajustando a resistência R3 até que a ponte fique em equilíbrio, tem-se através de R3 o valor de R4 e, portanto o valor ôhmico da termoresistência.

R1. R3 = R2. R4 (se R1 = R2)
R3 = R4

Conhecendo-se R3, tem-se o valor de R4 e com o valor de R4 na tabela tem-se Temperatura.

Ligação a Dois Fios


Neste tipo de montagem, R4 é a termoresistência e R3 a resistência variável para balanceamento do circuito. As resistências RL1 e RL2 são as resistências de fiação e ambas estão em série com a termoresistência R4.Esta resistência de fiação tende a aumentar quanto maior for a distância entre o sensor e o instrumento, menor for a bitola dos fios ou maior a temperatura ambiente.Quando a ponte estiver balanceada (não circular corrente pelo galvanômetro) temos:

R1. R3 = R2. (R1 + RL2 + R4)
R3 = R4
Se R1 = R2 tem-se: R3 = RL1 + RL2 + R4


Temos que mesmo com a ponte balanceada, o valor da resistência R3 é igual a R4 mais as resistências de fiação RL1 e RL2; que dependendo de seus valores podem induzir erros graves na medição de temperatura com termoresistência.Temos abaixo uma tabela que mostra a relação bitola dos condutores x distância máxima, entre termoresistência a dois fios e instrumento receptor.


Diâmetro
Distância Máxima (metros)
14 AWG ou 1,63 mm
18,1
16 AWG ou 1,29 mm
11,4
18 AWG ou 1,02 mm
7,2
20 AWG ou 0,81 mm
3,0
22 AWG ou 0,64 mm
1,9
24 AWG ou 0,51 mm
1,8
26 AWG ou 0,40 mm
1,1

Ligação a Três Fios


Este é o método mais utilizado para as termoresistências na indústria. Neste circuito a configuração elétrica é um pouco diferente, fazendo com que a alimentação fique o mais próximo possível do sensor, permitindo que a RL1 passe para o outro braço da ponte, balanceando o circuito. Na ligação a 2 fios as resistências de linha estavam em série com o sensor, agora na ligação a 3 fios elas estão separadas.

R1. (R3 + RL1) = R2.(RL4 + RL2)
Como R1 = R2
R3 + RL1 = R4 + RL2

Se os fios de ligação forem do mesmo tipo, tiverem o mesmo comprimento e diâmetro e estiverem na mesma temperatura eles terão o mesmo valor de resistência (RL1 = RL2).
Se, RL1 = RL2

R3 = R4
Conhecendo-se o valor de R3 tem-se R4 e na tabela tem-se a Temperatura.

Notas:


- O terceiro fio atua somente como condutor de compensação, não influenciando nos cálculos de medição de resistência.
- A integridade de medição de uma ligação a 3 fios pode ser mantida somente se a ponte for balanceada. Portanto uma técnica mais precisa para medição de temperatura com termoresistência é a ligação a 4 fios.

Ligação a Quatro Fios



A fonte de corrente S fornece uma corrente estabilizada e conhecida através da termoresistência R e a tensão gerada é medida com um voltímetro de alta impedância ou potenciômetro. Desta forma a resistência dos condutores exerce um efeito desprezível sobre a medição.Este tipo de medição a 4 fios é pouco usada em indústrias, tendo sua maior aplicação em laboratórios e sendo usado em sensores padrões.

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