Sensor de temperatura capacitivo

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O sensor de temperatura capacitivo é uma tecnologia emergente que tem atraído a atenção de muitos pesquisadores e engenheiros por sua alta precisão, resposta rápida e baixo custo.

Ao contrário dos sensores de temperatura tradicionais, que medem a temperatura por meio de mudanças na resistência elétrica, os sensores de temperatura capacitivos medem a temperatura através de variações na capacitância elétrica.

Esses sensores são capazes de detectar pequenas variações de temperatura com alta precisão e podem ser utilizados em uma variedade de aplicações, incluindo automotiva, aeroespacial, médica, ambiental e de energia.

Este artigo tem como objetivo fornecer uma visão geral sobre a tecnologia de sensor de temperatura capacitivo, aplicações comuns e características.

Sensor de temperatura capacitivo

O que é o sensor de temperatura capacitivo?

O sensor de temperatura capacitivo é um dispositivo que mede a temperatura por meio de variações na capacitância elétrica.

A capacitância é uma medida da capacidade de armazenar carga elétrica de um capacitor, que é composto por dois condutores separados por um dielétrico.

A temperatura afeta a capacitância do sensor, pois o dielétrico se expande ou contrai com a variação de temperatura, alterando assim a distância entre os condutores e, consequentemente, a capacitância.

O sensor de temperatura capacitivo é capaz de detectar pequenas variações de temperatura com alta precisão e pode ser utilizado em uma ampla variedade de aplicações.

Além disso, a resposta do sensor é rápida, permitindo medições em tempo real e em alta frequência.

Os sensores de temperatura capacitivos são diferentes dos sensores de temperatura tradicionais, que medem a temperatura por meio de mudanças na resistência elétrica.

Esses sensores são amplamente utilizados em aplicações industriais e científicas, incluindo automotiva, aeroespacial, médica, ambiental e de energia, entre outras.

Quais são os tipos de sensor de temperatura capacitivo?

Existem vários tipos de sensores de temperatura capacitivos, sendo os mais comuns:

  • Sensor de variação de frequência:

Neste tipo de sensor, a temperatura é medida pela variação da frequência de um oscilador LC, que é influenciada pela variação da capacitância causada pela temperatura.

  • Sensor de variação de fase:

A temperatura é medida pela variação da fase de um sinal de referência que passa por um circuito RC. A variação da fase é causada pela variação da capacitância do circuito devido à temperatura.

  • Sensor de variação de impedância:

Neste tipo de sensor, a temperatura é medida pela variação da impedância de um circuito capacitivo. A variação da impedância é causada pela variação da capacitância do circuito devido à temperatura.

  • Sensor de variação de tensão:

A temperatura é medida pela variação da tensão em um circuito capacitivo. A variação da tensão é causada pela variação da capacitância do circuito devido à temperatura.

Cada tipo de sensor tem suas vantagens em relação à precisão, resposta, faixa de temperatura e custo, e a escolha do tipo a ser utilizado dependerá das especificações da aplicação.

Como o sensor de temperatura capacitivo funciona?

Os sensores de temperatura capacitivos medem a temperatura por meio da variação da capacitância de um material dielétrico em função da temperatura.

Eles consistem em um capacitor de placas paralelas, sendo que uma das placas é feita de um material que sofre variação de capacitância em resposta a mudanças de temperatura.

A medida da capacitância é feita por meio de um circuito eletrônico que monitora a frequência de oscilação do circuito ressonante do capacitor.

A frequência de oscilação é inversamente proporcional à raiz quadrada da capacitância. Dessa forma, a medida da frequência permite a determinação da temperatura do material dielétrico.

À medida que a temperatura varia, a capacitância da placa dielétrica muda, o que altera a frequência de oscilação do circuito.

Isso é detectado pelo circuito eletrônico que converte a variação de frequência em um sinal de saída correspondente à variação de temperatura.

Os sensores de temperatura capacitivos são usados em aplicações que requerem alta precisão e estabilidade de longo prazo, como em processos industriais, automotivos e aeroespaciais.

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Aplicações do sensor de temperatura capacitivo

O sensor de temperatura capacitivo é comumente utilizado em aplicações que requerem medição precisa de temperatura, como em processos industriais, laboratórios de pesquisa.

Geralmente em utilizado para as funções abaixo:

  • Controle de temperatura em processos industriais de fabricação de alimentos, bebidas, produtos químicos e farmacêuticos.
  • Monitoramento de temperatura em ambientes de armazenamento e transporte de produtos sensíveis à temperatura, como alimentos refrigerados ou congelados, medicamentos e vacinas.
  • Medição de temperatura em motores de combustão interna e sistemas de refrigeração em veículos automotores.
  • Monitoramento de temperatura em sistemas de climatização e refrigeração de edifícios e ambientes comerciais.
  • Controle de temperatura em equipamentos eletrônicos e de informática, como processadores, fontes de alimentação e sistemas de resfriamento.
  • Medição de temperatura em pesquisas científicas e experimentos laboratoriais.
  • Monitoramento da temperatura em processos de soldagem e fundição de metais.
  • Medição de temperatura em processos de fabricação de plásticos e borrachas.
  • Controle de temperatura em processos de fermentação na produção de bebidas alcoólicas e fermentadas.

Especificações técnicas do sensor de temperatura capacitivo

As especificações técnicas mais comuns para o sensor de temperatura capacitivo são:

  • Faixa de medição de temperatura: -50 °C a 200 °C.
  • Precisão: ±0,5 °C.
  • Tensão de alimentação: 10-30 VDC.
  • Saída de sinal: analógica (4-20 mA).
  • Conexão elétrica: cabo com 2 ou 3 fios.
  • Material da sonda: aço inoxidável.
  • Tempo de resposta: < 100 ms.
  • Proteção contra sobrecarga e inversão de polaridade.
  • Grau de proteção: IP67.

Essas especificações podem variar de acordo com o modelo e fabricante do sensor de temperatura capacitivo.

É importante verificar as especificações do produto antes de utilizá-lo em uma aplicação.

Quais as vantagens do sensor de temperatura capacitivo?

Algumas das vantagens do sensor de temperatura capacitivo são:

  • Alta precisão:

O sensor capacitivo de temperatura oferece medições precisas, com uma resolução alta o suficiente para detectar até mesmo pequenas variações de temperatura.

  • Baixo tempo de resposta:

Esse sensor pode detectar mudanças de temperatura rapidamente, tornando-o ideal para aplicações que exigem uma resposta rápida.

  • Baixa interferência eletromagnética:

É menos suscetível a interferências eletromagnéticas, o que o torna mais confiável em ambientes com campos elétricos e magnéticos intensos.

  • Não precisa de contato:

Esse sensor não requer contato com o objeto a ser medido, o que evita desgaste e desgaste mecânico. Isso também evita a possibilidade de contaminação devido ao contato com o objeto.

  • Alta resistência à corrosão:

O sensor de temperatura capacitivo é geralmente feito de materiais resistentes à corrosão, o que o torna ideal para ambientes agressivos.

  • Longa vida útil:

Com o uso adequado e manutenção adequada, esse sensor tem uma vida útil longa e confiável.

Sensor de temperatura capacitivo

Conheça o sensor de temperatura capacitivo fabricado pela Pepperl Fuchs

A Pepperl Fuchs fabrica um sensor de proximidade capacitivo de temperatura com diferentes especificações técnicas e faixas de temperatura de operação.

Esse sensor pode ser utilizado em diversas aplicações em diferentes setores industriais.

O sensor de proximidade capacitivo da Pepperl Fuchs é construído com um circuito oscilador que gera um campo elétrico alternado na face de detecção do sensor.

A presença de um objeto ou material próximo ao sensor altera a capacitância, o que é detectado pelo oscilador do sensor e convertido em um sinal elétrico proporcional à temperatura do objeto.

Algumas das vantagens do sensor de proximidade capacitivo fabricado pela Pepperl Fuchs incluem:

  • Alta precisão de medição.
  • Baixo tempo de resposta.
  • Baixa interferência eletromagnética.
  • Alta resistência à corrosão.
  • Longa vida útil.

Além disso, esse sensor não requer contato físico com o objeto a ser medido, o que evita desgaste mecânico e contaminação.

O sensor de proximidade capacitivo de temperatura pode ser utilizado em diversas aplicações, como em processos industriais, sistemas de aquecimento, ar-condicionado e ventilação, sistemas de refrigeração e em aplicações automotivas.

Tipos de sensor de temperatura capacitivo fabricado pela Pepperl Fuchs

A Pepperl Fuchs fabrica vários tipos de sensores de temperatura capacitivos, incluindo:

  • Sensores de temperatura capacitivos planos:

São sensores compactos com face plana, ideais para medições de temperatura em superfícies planas.

  • Sensores de temperatura capacitivos em forma de sonda:

Possuem uma sonda longa e fina que pode ser inserida em espaços estreitos para medir a temperatura de um objeto em locais difíceis de alcançar.

  • Sensores de temperatura capacitivos com display:

Contam com um display que mostra a temperatura em tempo real, facilitando a leitura dos dados de medição.

  • Sensores de temperatura capacitivos com saída analógica:

São sensores que geram um sinal de saída analógico proporcional à temperatura medida, permitindo a integração com sistemas de controle e monitoramento.

  • Sensores de temperatura capacitivos com saída digital:

Geram um sinal de saída digital, como RS-485 ou Ethernet, para a transmissão dos dados de temperatura em tempo real.

Todos os tipos de sensor de temperatura capacitivo fabricados pela Pepperl Fuchs podem ser adquiridos com a Servo.

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