Ferramenta de Calibração de Termômetro Bimetálico

Esta ferramenta preenche um registro de calibração de três pontos para um termômetro bimetálico. Informe a temperatura de referência e as duas leituras obtidas em cada ponto; ela calcula o erro, a histerese e ambos como porcentagem da faixa de medição.

O que é um termômetro bimetálico

Um termômetro bimetálico mede a temperatura com uma lâmina formada por dois metais unidos. Os metais se expandem em quantidades diferentes quando aquecidos, fazendo a lâmina se curvar. Normalmente, a lâmina é enrolada em uma espiral que movimenta um ponteiro em um mostrador.

Como a espiral é uma peça mecânica, ela não retorna exatamente à mesma posição quando a temperatura cai e quando sobe. Essa diferença é chamada de histerese, e a calibração a mede.

Por que três pontos

A calibração verifica o instrumento em toda a sua faixa de trabalho. Três pontos são o mínimo usual:

• o ponto zero, na extremidade inferior da faixa
• o ponto central da escala, próximo ao meio
• o ponto de fundo de escala, no limite superior da faixa

Em cada ponto, a temperatura é primeiro atingida a partir de baixo e depois a partir de cima, para que ambas as direções sejam registradas.

Fórmulas

$e_r = r - s$

$e_f = f - s$

$h = \left| r - f \right|$

$S = a - b$

$p = \frac{x}{S} \times 100$

em que $e_r$ é o erro em um ponto quando a temperatura é atingida a partir de baixo, e $e_f$ é o erro quando ela é atingida a partir de cima; r e f são as leituras obtidas nessas duas direções, s é o valor padrão nesse ponto, h é a histerese, S é a faixa de medição, a e b são os valores padrão no ponto de fundo de escala e no ponto zero, p é uma porcentagem da faixa de medição e x é o erro ou a histerese expressos dessa forma.

O valor padrão é a temperatura indicada pelo instrumento de referência, cuja correção é considerada confiável. Um erro positivo significa que o termômetro indica uma temperatura acima da real; um erro negativo significa que indica uma temperatura abaixo da real.

Exemplo prático

Um termômetro de 0 a 100 °C é verificado em três pontos.

A faixa de medição é 100 − 0 = 100 °C. O maior erro é +1,40 °C, que corresponde a 1,40% da faixa de medição. A maior histerese é 0,60 °C, ou 0,60% da faixa de medição.

Interpretação do resultado

A exatidão do instrumento normalmente é expressa como porcentagem da faixa de medição, portanto essas porcentagens devem ser comparadas com a classe de exatidão do fabricante. Espera-se que um termômetro marcado com a classe 1 permaneça dentro de 1% da faixa de medição.

Uma histerese grande com erros pequenos geralmente indica atrito ou uma espiral desgastada, e não uma escala deslocada. Um erro aproximadamente do mesmo tamanho nos três pontos sugere que o ponteiro está simplesmente deslocado e muitas vezes pode ser reajustado no parafuso de ajuste do zero.

Dúvidas frequentes

Por que o ponto zero não deve estar abaixo de 0 °C?

Neste registro, o ponto zero é o limite inferior da faixa de trabalho que está sendo certificada. A ferramenta o mantém em 0 °C ou acima, para que a faixa de medição seja determinada a partir do limite inferior para cima.

O que causa a histerese em um termômetro bimetálico?

O atrito no mecanismo do ponteiro e o atraso elástico na espiral bimetálica. A espiral não retorna exatamente pelo mesmo caminho que percorreu durante o aquecimento.

O erro deve ser medido na subida ou na descida?

Ambos. O registro das duas direções é o que torna a histerese visível. Deve-se usar o pior dos dois valores para avaliar o instrumento.

O que é a faixa de medição?

A diferença entre os valores padrão no ponto de fundo de escala e no ponto zero. É a largura da faixa que está sendo calibrada.

Este registro pode ser usado para outros termômetros de mostrador?

Sim. O mesmo método de três pontos e as mesmas fórmulas se aplicam a qualquer termômetro mecânico de mostrador, inclusive aos tipos preenchidos com gás e com líquido.