Distinga entre compensação de hardware e compensação de software para junções de referência de termopares.
Passo 1
Beleza, o enunciado quer que a gente explique a diferença entre compensação de junção de referência de termopar feita por hardware e feita por software. Isso tá dentro da matéria de instrumentação de temperatura, mais especificamente na parte de termometria com termopares. Para resolver, a gente precisa entender:
- O que é um termopar e por que precisa de compensação de referência (junção fria).
- Como funcionam as duas técnicas de compensação (hardware vs software).
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o básico de termopar. Um termopar é dois metais diferentes unidos numa ponta (junção quente). A diferença de temperatura entre essa junção e a outra ponta (junção fria) gera uma tensão elétrica pela lei de Seebeck:
onde
é o coeficiente de sensibilidade do termopar. Mas como a gente só mede essa tensão, precisamos saber a temperatura da junção fria (
) pra descobrir
corretamente. É aí que entra a “compensação de junção fria”.
Passo 3
Compensação de hardware (junção fria física)
- A ideia aqui é manter a junção fria sempre a uma temperatura conhecida e estável (geralmente 0 °C).
- Você coloca as extremidades do termopar num bloco de gelo ou num banho de gelo termostático: isso faz a junção fria ficar exatamente a 0 °C.
- Aí basta medir a tensão
e usar a tabela-padrão do termopar, que já considera . - Vantagem: não precisa de cálculos extras no instrumento, é praticamente “plug & play”.
- Desvantagem: é um trambolho (banho de gelo não é prático), e se a temperatura do bloco flutuar, sua medida sofre erro.
Passo 4
Compensação de software (junção fria eletrônica)
- Aqui você deixa a junção fria livre, à temperatura ambiente, mas mede essa temperatura com outro sensor (por ex., termistor ou RTD).
- Você mede a tensão
do termopar e, ao mesmo tempo, mede com o sensor auxiliar. - No microcontrolador ou software de aquisição, você faz o cálculo:
onde é a função inversa da curva tensão×temperatura do termopar. - Vantagem: é mais compacto, flexível, e dá pra corrigir dinamicamente qualquer variação da temperatura ambiente.
- Desvantagem: dá trabalho de programar, requer boa calibração do sensor auxiliar e da curva do termopar.
Passo 5
Comparando rapidinho:
- Hardware = junta tudo num lugar fixo a 0 °C (fácil de entender, mas pouco prático).
- Software = mede tudo e corrige por código (mais moderno, porém exige programação e calibração).
Resposta
Compensação de hardware mantém a junção de referência numa temperatura conhecida (geralmente 0 °C) usando um bloco de gelo ou banho termostático, eliminando cálculos extras. Já a compensação de software mede a temperatura real da junção fria com um sensor auxiliar e faz o cálculo de correção no microcontrolador ou software, oferecendo praticidade e flexibilidade à custa de programação e calibração.