Cabos de compensação e cabos de extensão cumprem a mesma função básica: ligar o termopar ao instrumento, mas eles não são intercambiáveis em todas as situações. E a escolha incorreta pode resultar em medições imprecisas, falhas no controle de processos e até riscos operacionais. Entender a diferença entre eles é essencial para fazer a escolha correta e garantir a confiabilidade da medição.
Para que serve o cabo de compensação e extensão?
Antes de entrar nas diferenças, é importante compreender a função desses cabos. O termopar gera um sinal elétrico muito baixo (em milivolts) a partir da junção de dois metais diferentes submetidos a uma variação de temperatura. Esse sinal precisa ser conduzido até um controlador, registrador ou indicador sem sofrer interferências, perdas ou distorções.
Sempre que um sinal de termopar percorre um condutor metálico inadequado, surgem novos pontos de junção metálica, o que pode gerar tensões parasitas e comprometer a leitura. Por isso, não se pode usar cabos elétricos comuns. Entram em cena, então, os cabos de extensão e de compensação, desenvolvidos especificamente para preservar a integridade desse sinal.
O que são cabos de extensão para termopares?
Os cabos de extensão são fabricados exatamente com os mesmos materiais metálicos dos fios do próprio termopar. Por esse motivo, eles mantêm as mesmas propriedades termoelétricas do sensor original.
Na prática, isso significa que o cabo de extensão “continua” o termopar até o instrumento de medição, como se o sensor fosse fisicamente mais longo. Por essa razão, esses cabos são identificados pela letra X.
Por exemplo:
Termopar tipo K = cabo de extensão KX
Termopar tipo J = cabo de extensão JX
Principais características dos cabos de extensão:
- Fabricados com os mesmos metais do termopar
- Mantêm a integridade total do sinal em milivolts
- Podem operar em temperaturas mais elevadas, dependendo da isolação
- Possuem maior custo, devido aos materiais nobres ou específicos
Os cabos de extensão são ideais quando o termopar precisa estar distante do instrumento, mas ainda dentro de um ambiente com temperatura relativamente elevada, como áreas industriais próximas ao processo.
Vale destacar que termopares nobres (tipos R, S e B, que utilizam platina e ródio) não possuem cabos de extensão tradicionais, justamente pelo alto custo desses metais.
O que são cabos de compensação?
Os cabos de compensação surgem como uma alternativa mais econômica, especialmente para termopares que utilizam metais caros. Em vez de serem feitos dos mesmos materiais do termopar, esses cabos utilizam ligas metálicas alternativas, geralmente à base de cobre, que imitam o comportamento termoelétrico do sensor dentro de uma faixa limitada de temperatura.
Eles são identificados pela sigla CA. Exemplo:
Termopar tipo K = cabo de compensação KCA
Principais características dos cabos de compensação
- Não utilizam os mesmos metais do termopar
- Reproduzem características termoelétricas semelhantes em faixas limitadas
- Possuem limite de temperatura menor, normalmente até 100 °C ou 200 °C
- São mais baratos que os cabos de extensão
- Indicados para ambientes com temperatura controlada
Os cabos de compensação são amplamente utilizados quando o trajeto entre o termopar e o instrumento passa por áreas de temperatura ambiente estável, como painéis elétricos, salas de controle ou eletrocalhas protegidas.
Diferenças entre cabos de extensão e compensação
A diferença entre cabos de extensão e cabos de compensação está diretamente ligada às propriedades termoelétricas, aos materiais empregados na fabricação e ao nível de precisão exigido na medição de temperatura com termopares. Embora ambos sejam usados para conduzir o sinal do sensor até o instrumento de leitura, o desempenho de cada um varia conforme a aplicação.
Os cabos de extensão são fabricados com as mesmas ligas metálicas do termopar, o que garante que o sinal elétrico gerado pela diferença de temperatura seja preservado ao longo de todo o percurso. Na prática, isso significa maior precisão na medição, mesmo em distâncias maiores ou em ambientes industriais mais severos. Esses cabos também suportam temperaturas mais elevadas, sendo indicados para processos contínuos e aplicações críticas. Como utilizam materiais mais nobres e seguem critérios técnicos rigorosos, o custo tende a ser mais alto.
Já os cabos de compensação têm uma função mais limitada. Em vez de reproduzir exatamente o comportamento termoelétrico do termopar, eles simulam esse comportamento apenas dentro de uma faixa térmica reduzida, geralmente próxima à temperatura ambiente. Por esse motivo, são uma alternativa mais econômica e bastante utilizada em instalações onde não há exposição ao calor excessivo. No entanto, não são recomendados para ambientes quentes, pois a variação de temperatura pode gerar erros na leitura.
Além das diferenças construtivas, a normatização técnica também ajuda a separar essas duas categorias. Como exemplo, de acordo com a IEC 60584-3, os cabos de extensão normalmente se enquadram na Classe 2, com tolerância de até ±2,5 °C, mantendo a confiabilidade do sinal em uma faixa ampla de temperatura. Os cabos de compensação seguem a mesma classe, mas operam com limitações térmicas mais restritas, o que reforça sua aplicação em sistemas menos exigentes.
Como escolher o cabo certo para cada aplicação?
Temperatura ambiente ao longo do trajeto: se o cabo passa por áreas quentes, próximas a fornos, caldeiras ou processos térmicos, o cabo de extensão é mais seguro. Já em ambientes controlados, o cabo de compensação pode ser suficiente.
Distância entre o sensor e o instrumento: para distâncias maiores, é fundamental considerar a resistência elétrica total do circuito, evitando ruídos e perdas de sinal. Em muitos casos, recomenda-se manter a resistência abaixo de 100 ohms.
Tipo de termopar: termopares nobres exigem cabos de compensação específicos. Termopares industriais comuns (K, J, T, E, N) permitem o uso de ambos, desde que respeitadas as condições de aplicação.
Interferências elétricas: como o sinal do termopar é muito baixo, recomenda-se o uso de cabos blindados, eletrocalhas metálicas e condutor dreno para reduzir ruídos eletromagnéticos.
Confira a tabela comparativa de Cabo de Extensão e Cabo de Compensação
Característica | Cabo de Extensão | Cabo de Compensação |
|---|---|---|
| Material | Igual ao termopar | Liga alternativa |
| Faixa térmica | Mais ampla | Limitada |
| Custo | Maior | Menor |
| Aplicação | Área quente | Área controlada |
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