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• Tamii López

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE DEPARTAMENTO: ENERGÍA Y MECÁNICA

CÓDIGO: SGC.DI.505 VERSIÓN:1.0 FECHA ULTIMA REVISIÓN:26/10/16

CARRERA: INGENIERIA MECATRÓNICA

GUÍA PARA LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO, TALLER O CAMPO ASIGNATURA:

INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

PERIODO LECTIVO:

ABR-AGO 17

NIVEL:

6

DOCENTE:

ANDRÉS GORDÓN

NRC:

2466

PRÁCTICA N°:

3

LABORATORIO DONDE SE DESARROLLARÁ LA PRÁCTICA:

INSTRUMENTACION INDUSTRIAL MECÁNICA

TEMA DE LA PRÁCTICA:

ACONDICIONAMIENTO DE SENSORES DE TEMPERATURA INTEGRANTES: LOPEZ TAMARA, QUIJIJE ERIK, SALAN WELLINGTON, VACA THALIA

LM35 Descripción: El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC y un rango que abarca desde -55º a +150ºC.El sensor se presenta en diferentes encapsulados pero el mas común es el to-92 de igual forma que un típico transistor con 3 patas, dos de ellas para alimentarlo y la tercera nos entrega un valor de tensión proporcional a la temperatura medida por el dispositivo. Con el LM35 sobre la mesa las patillas hacia nosotros y las letras del encapsulado hacia arriba tenemos que de izquierda a derecha los pines son: VCC - Vout - GND. La salida es lineal y equivale a 10mV/ºC por lo tanto:+1500mV = 150ºC+250mV = 25ºC-550mV = -55ºC Funcionamiento: Para hacernos un termómetro lo único que necesitamos es un voltímetro bien calibrado y en la escala correcta para que nos muestre el voltaje equivalente a temperatura. El LM35 funciona en el rango de alimentación comprendido entre 4 y 30 voltios. Podemos conectarlo a un conversor Analógico/Digital y tratar la medida digitalmente, almacenarla o procesarla con un µControlador o similar. Usos: El sensor de temperatura puede usarse para compensar un dispositivo de medida sensible a la temperatura ambiente, refrigerar partes delicadas del robot o bien para loggear temperaturas en el transcurso de un trayecto de exploración.

LM358 Tiene una amplia utilidad en diversos campos de la Electrónica y es un circuito de fácil implementación. Características   

Acoplador de impedancia y Ganancia de frecuencia. Pasee una ganancia de 100dB. Gran ancho de banda.

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Entre rango de voltaje de modo común incluye tierra. Oscilación de voltaje de salida grande: 0V DC a vcc control -1.5V. El poder desagua adecuado para operación de batería.

Descripción Consiste en dos circuitos independientes que se encuentran dentro del encapsulado que compensan la frecuencia del amplificador operacional y cada uno opera como suplemento de poder que operan a diferentes rangos de voltaje, el drenaje es posible también bajo las operaciones de fuerza independientemente de la magnitud del suministro de voltaje, su diagrama es de fácil implementación.

Aplicación    

Radio frecuencias. Audio Frecuencias. La generación de pulsos. Sensores

Clasificaciones máximas absolutas     

Voltaje de aprovisionamiento VCC 16 a 32 V. Entrada Voltaje 03V a 32V. El cortocircuito de salida para GND es deVCC+-15V,Ta= 25 grados Celsius a 1 ampere. Rango de temperatura de operación: 0 a +70. Rango de almacenamiento de temperatura: -50 a +150.

Características eléctricas  Compensación de entrada de Voltaje: Típico 2.9 y máximo 7.0 mV.  Compensación de entrada de corriente Típico 5 Máximo 50.  Ganancia de Voltaje: Mínimo 25, Típico 100 V/mV.  Oscilación de voltaje de salida (RL 10KΩ) Mínima 27 Típico 28V.  El cortocircuito para GND: 40 mínimas y 60 típico. Circuitos integrados equivalentes  LM 258  LM258A  LM358A  LM2904

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CARRERA: INGENIERIA MECATRÓNICA

OBJETIVOS:  

Analizar características, funcionamiento y acondicionamiento del sensor de temperatura LM35 Realizar un control ON-OFF.

EQUIPOS Y MATERIALES:

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LM35 1LM358 1 milímetro 1 termómetro Resistencias Protoboard Led 1 Cautin

INSTRUCCIONES: -

Diseño y simulación del circuito de acondicionamiento del sensor de estado solido LM35, con entrada de 0 a 100ºC para obtener como salida de 0 a 5V Consultar los datasheets del sensor de temperatura y del amplificador operacional.

ACTIVIDADES POR DESARROLLAR: 1. Reconocer físicamente el sensor LM35 e identificar la distribución de pines. 2. Alimentar el sensor y verificar la señal de salida. Medir la variación de tensión con un multímetro. Anotar el valor máximo que se obtiene como salida al tener como entrada 100ºC 3. Armar el circuito de acondicionamiento del sensor LM35 con amplificador operacional para obtener una salida de 0 a 5V. 4. Obtener el nivel de tensión al incrementar la temperatura. Anotar los valores en la Tabla 1. Tabla 1. VOLTAJES Temperatura V1 V2 V3 0 0.0093 0.015 0.015 10 0.1013 0.515 0.515 20 0.2015 1.017 1.017 30 0.3018 1.518 1.518 40 0.4020 2.019 2.019 50 0.5023 2.520 2.520 60 0.6025 3.021 3.021 70 0.7027 3.523 3.523 80 0.8030 4.024 4.024 90 0.9032 4.525 4.525 100 1.0034 4.892 4.892

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5. Grafique los datos obtenidos en una curva temperatura voltaje

Temperatura-V1 1200 1000 800 600 400 200 0 0

20

40

60

80

100

120

Temperatura-V2 6 5 4 3 2 1 0 0

20

40

60

80

100

120

Temperatura-V3 6 5 4 3 2 1 0 0

20

40

60

80

100

120

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6. Calcular la histéresis máxima del circuito. 𝑉𝑢𝑡 = 0.0015 𝑉𝑙𝑡 = 0 𝐻𝑖𝑠𝑡𝑒𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠 = 𝑉𝑢𝑡 − 𝑉𝑙𝑡 = 0.0015 7. Implementar un control on-off para el foco al alcanzar cierta temperatura. (utilizar la plataforma Arduino)

8. Determine la temperatura ambiente según el acondicionamiento realizado. La temperatura obtenida es de 19.3 grados

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RESULTADOS OBTENIDOS: Tabla con los resultados del sensor de temperatura ideal y el sensor LM35.

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Se determina el error que se representa en ambos sensores , puesto que en la grafica se puede observar los valores de la temperatura para las mediciones hechas. Para determinar el error. 𝐸 = 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑟𝑜 − 𝑉𝑎𝑘𝑖𝑟 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 Donde valor verdadero corresponde al sensor de temperatura ideal mientras el aproximado al sensor LM35. 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑟𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 % 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = ∗ 100% 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑟𝑜

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CONCLUSIONES:

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El sensor LM35 es un sensor de temperatura que se puede utilizar para medir la temperatura dentro de un amplio rango, por ejemplo si es sistema se instala en una habitación donde se desea mantener la temperatura en cierto rango solamente se ajustan los valores máximo y mínimo de temperatura. Cuando el sensor detecta que la temperatura no está dentro de los rangos indicados envía una señal para dar aviso a través de una indicación visual. LM358 Consiste en dos circuitos independientes que se encuentran dentro del encapsulado que compensan la frecuencia del amplificador operacional y cada uno opera como suplemento de poder que operan a diferentes rango de voltaje, el drenaje es posible también bajo las operaciones de fuerza independientemente de la magnitud del suministro de voltaje

RECOMENDACIONES: 

Envés del uso de resistencias fijas de cerámica utilizar potenciómetros de precisión para obtener mejor resultados y no exista tanta variación de error.

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Conocer el rango de temperatura que soporta el lm35 para evitar cualquier tipo de daño en el sensor.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB:  LM35, x-robotics, Fecha de revisión 01-07-2017, enlace http://www.x-robotics.com/sensores.html#LM35  LM358, datasheetarchive, Fecha de revisión 01-07-2017, enlace http://www.datasheetarchive.com/pdf-datasheets/Datasheets-25/DSA-4275553.html