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:
  1. O que é um termopar e por que precisa de compensação de referência (junção fria).
  2. 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:
E = S times (Tquente - Tfria)
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)
  1. A ideia aqui é manter a junção fria sempre a uma temperatura conhecida e estável (geralmente 0 °C).
  2. 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.
  3. Aí basta medir a tensão e usar a tabela-padrão do termopar, que já considera .
  4. Vantagem: não precisa de cálculos extras no instrumento, é praticamente “plug & play”.
  5. 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)
  1. Aqui você deixa a junção fria livre, à temperatura ambiente, mas mede essa temperatura com outro sensor (por ex., termistor ou RTD).
  2. Você mede a tensão Tquente = Tfria + f^-1(E) do termopar e, ao mesmo tempo, mede com o sensor auxiliar.
  3. No microcontrolador ou software de aquisição, você faz o cálculo: onde é a função inversa da curva tensão×temperatura do termopar.
  4. Vantagem: é mais compacto, flexível, e dá pra corrigir dinamicamente qualquer variação da temperatura ambiente.
  5. 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.

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