olá, como faço para calcular o amplificador para um termopar do tipo k?

queria que ele amplificasse o sinal para ter 5 mv por ºc e utilizar o CI 741 ou OP07 para isso,

alguém pode me ajudar?

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Olá Fabiano

Gostaria de poder tentar ajuda-lo nesta questão, e deixar aos colegas a vontade para criticarem ou adicionarem algo que acharem por bem do forum que deixei de comentar.

A principio encontrei o seguinte no wiki

Tipo K (Cromel / Alumel)

O termopar tipo K é um termopar de uso genérico. Tem um baixo custo e, devido à sua popularidade estão disponíveis variadas sondas. Cobrem temperaturas entre os -200 e os 1200 °C, tendo uma sensibilidade de aproximadamente 41µV/°C.

  • Termoelemento positivo (KP): Ni90%Cr10% (Cromel)
  • Termoelemento negativo (KN): Ni95%Mn2%Si1%Al2% (Alumel)
  • Faixa de utilização: -270 °C a 1200 °C
  • f.e.m. produzida: -6,458 mV a 48,838 mV

A tecnologia  que vc vai usar para o condicionamento do sinal é adequada, vai usar amp. op.

A topologia que sugiro é o não inversor

Por dois motivos

1- Como o nome diz, não inverte o sinal

2 - Oferece uma alta resistência na entrada do sinal (vin)o que é desejável em sua aplicação.

Vc necessita amplificar a sensitividade do sensor para 5 mV /c°,

O fator de multiplicação pode então ser calculado      5mV/41uV = 121,95

De posse deste valor conclui-se o ganho (G).

Da função de transferencia do amp op. G = ( (R1+R2)/R2)

Fixa-se um valor para R2 aconselho 10K

e calcula-se R1

R1 = ((121.95) . 10K) - 10K

Aconselho a vc usar o LM358, é uma versão mais moderna de Amp OP em relação ao LM741 , e funcionana melhor em fonte não simétricas. Para melhorarmos o circuito necessitamos de mais dados a respeito do seu projeto , tipo qual a tensão de alimentação do amp op e temperatura máxima e minima  a ser medida ?

Aguardo os comentários

Abraços

 a tensão de alimentação será simétrica de 5V, a escala que eu desejo medir é de 20~700ºc

Olá Fabiano

Com a escala podemos calcular os valores das tensões minima (Vsmin) e maxima (Vsmax) esperadas na saída do sensor

Vsmin = ( 20) . 41uV

Vsmax = (700) .  41uV

os valores esperados na saída do condicionador serão

Vsout max = (Vsmax) . 121.95

Vsout min =( Vsmin) . 121.95

Conforme observado pelo colega Sander e suas colocações o diagrama do circuito fica assim para a analise

O trimpot é para fazer o ajuste preciso, no ponto de calibração desejado

abços

R1=1.2495Mohms

Olá Sander

Exato ! e ficou muito alta não mesmo ?

agradeço a sua observação !

Valores maiores de 500K na realimentação tendem a deixar os amps ops, instaveis quanto as variações de temperatura.

Mudando o valor de R2 para 1K melhoram as coisa o q vc acha ?


abços

A minha idéia era utilizar este circuito aqui fazendo a modificação apenas dos valores dos resistores, pois este é um amplificador de termopar tipo j , já tem o filtro e o compensador de junta fria e eu já tenho 3 placas de circuito impresso feitas, apenas faltando os componentes

Ola Fabiano

Agora a questão mudou de foco.

Amplificador diferencial trata-se de uma importante configuração do  Amp. Op,  é uma combinação do amplificador não inversor e do inversor , porém possui características próprias pode ser configurada em mais de uma topologia como amplificador de instrumentação  por exemplo.   É a configuração recomendada para condicionar o sinal de sensores em ambientes industriais e hospitalares, o amplificador diferencial pode rejeitar as interferências causadas pelas emissões em 60 HZ oriundas da rede elétrica, bem como as induções ocorridas por transmissões de rádios em AM, motores elétricos e interferências mutuas em canais de áudio em estéreo,  desde que esses sinais atinjam as duas entradas do amplificador diferencial ao mesmo tempo.

A função de transferência do amplificador diferencial  básico é demonstrada abaixo.

O ganho é G = R2/R1

Com base nas curvas de resposta dos termopares K e J , a alteração de valores de resistores que provavelmente (constatar se não há sobre carga no termopar), resolvera seu problema é a seguinte:

No caso em questão e obsevando o esquema postado por vc substitua o valor de R28 e R27 por 2,2 K.

e substitua o R29 e o R30

por

R29,30 = (121,95) . 2,2K =  aproximadamente 270K

neste caso tb vc tera um fator de multiplicação de escala para obter os 5mV/Cº q vc necessita.

Algumas considerações práticas

O circuito q vc postou tem um ganho de 23,5 !?

Melhores resultados são obtidos com resistores de tolerancia de 1%

Condicionadores de sinais para termopares em aplicações profissionais normalmente utilizam um pre-amplificador para instrumentação do tipo AD595 link, um amplificador isolador e uma interface de tensão/corrente compativel com uma norma industrial em vigor.

abços

valeu fera, muito obrigado

OLA PESSOAL DO LAB, 

ESTOU ELABORANDO UM PROTOTIPO QUE LE SENSORES TERMOPAR, E GOSTARIA DE SABER COMO QUE FICOU O PROJETO INICIADO PELO FABIANO SE OS RESULTADOS FORAM SATISFATORIOS E SE ELE MANTEVE O MESMO ESQUEMA ACIMA.

OBRIGADO...

Tambem gostaria de saber como foi o resultado e a conclusão que o Fabiano chegou do circuito eletronico.

Eu estou fazendo testes com esse circuito, o resultado está indo muito bem, 7 anos depois, kkk.

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