O que é um sensor de temperatura e para que é utilizado?

Conceito de temperatura

A temperatura é uma magnitude associada às noções de calor, mensurável através de um termômetro. Do ponto de vista da física, é uma magnitude escalar relacionada com a energia interna de um sistema termodinâmico como é o ar.

Está diretamente relacionada com a parte da energia interna conhecida como energia cinética, que é a energia associada ao movimento das partículas do ar, seja em sentido translacional, rotacional ou na forma de vibrações. À medida que este movimento aumenta, aumenta também a energia cinética, pelo que o objeto, neste caso o ar, se encontra mais quente e, portanto, a sua temperatura é maior. Quando o movimento destas partículas diminui, diminui também a temperatura, chegando mesmo ao zero absoluto, em que o movimento das partículas é nulo.

A temperatura é medida com termómetros, os quais podem ser calibrados de acordo a uma multidão de escalas que dão origem às unidades de medição da temperatura. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de temperatura é o Kelvin (K), e a escala correspondente é a escala Kelvin ou escala absoluta, que associa o valor zero Kelvin ao "zero absoluto". Contudo, fora do âmbito científico, é comum o uso de outras escalas. A escala mais difundida é a escala Celsius, também chamada Centígrada. Em menor medida, e praticamente só nos Estados Unidos, utiliza-se a escala Fahrenheit. Muitas vezes, o calor ou o frio percebido pelas pessoas tem mais a ver com a sensação térmica do que com a temperatura. A sensação térmica é o resultado da forma como a nossa pele percebe a temperatura dos objetos que nos rodeiam.  

Sensores de temperatura: tipos e funcionamento

Um sensor é um objeto capaz de detectar magnitudes físicas ou químicas chamadas variáveis de instrumentação, que podem ser a intensidade luminosa, a temperatura, distância, aceleração, etc. O sensor de temperatura utilizado mais frequentemente é o sensor termopolar. Está formado por mecanismos muito simples constituídos por dois materiais metálicos de diferente natureza unidos por junções chamadas união fria e união quente. O grau de temperatura que detectam estas uniões gera uma diferença de potencial estreitamente dependente da natureza dos materiais. O sensor térmico transforma esta diferença de potencial em um sinal elétrico.

Quando são utilizados sensores de temperatura em sistemas de ventilação natural, estes medem a temperatura no interior e no exterior da habitação. A diferença entre ambas determina o caudal de ar que deve ser introduzido no edifício. Quando a ventilação natural não é suficiente para alcançar níveis de conforto aceitáveis durante todo o ano, é necessário utilizar sistemas de condicionamento mecânicos. Nesses casos, o sensor de temperatura analisa dois níveis de temperatura ou "set points", um abaixo da temperatura que se requer para aquecimento (por exemplo 21º C), e outro acima da temperatura que se requer para o acondicionamento da habitação no verão (por exemplo 23ºC). A partir daí, o sistema de ventilação define as prioridades: se a temperatura estiver acima de 23ºC, dependendo da diferença de temperaturas entre o exterior e o interior, utiliza primeiro a ventilação natural, e se não for suficiente ativa o sistema de climatização auxiliar. No caso de a temperatura baixar do nível de aquecimento (22ºC), começará a ser ativado o sistema de aquecimento.