Universidad Antonio Nariño. Laboratorio N°1 – Instrumentación Instrumentación Industrial - Sensor de Temperatura Temperatura LM 35
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Informe de laboratorio de electrónica N°1 Sensores de Temperatura LM 35. José Giovanny Buitrago Vega 10431517112 03 de Marzo de 2016 Universidad Antonio Nariño
En En el presente informe se da a conocer la práctica de laboratorio no requiere de circuitos adicionales para calibrarlo externamente. La baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa calibración hace posible que esté integrado sea instalado fácilmente en un circuito de control. Debido a su baja corriente de alimentación se Figura 1. Sensor de temperatura básico en centígrados. centígrados. (+2°C produce un efecto de auto calentamiento muy a +150°C) reducido. Se encuentra en diferentes tipos de encapsulado, el más común es el TO-92 el TO-92 En la siguiente figura podemos observar las características físicas y los pines de conexión. Resumen —
OBJETIVOS
Realizar el montaje en protoboard del sensor LM35 con un voltaje entre 4 y 30 voltios 2. Revisar la ficha técnica del sensor LM 35 y determinar los rangos de voltaje de salida vs la temperatura recibida. 3. Determinar la experimentalmente la ecuación y gráfica del comportamiento del sensor con el aumento de la temperatura. 1.
I. INTRODUCCIÓN LM 35 El sensor LM35 es un sensor de bajo costo calibrado en una escala directa en centígrados (Celsius), su comportamiento es lineal con una escala de 10mV / °C con una precisión de 0.5 °C a 25°C. Su rango operación de trabajo es de -55°c a +150°C, y con un voltaje de conexión directo desde 4 hasta 30 VDC. Y tiene un bajo consumo 60µA y una baja impedancia de salida: 0.1Ω por mA en la carga.
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Figura 2.Dimensiones e identificación identificación de pines del LM35
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II.
PROCEDIMIENTOS PARA LA REALIZACIÓN DE EXPERIENCIAS EN LABORATORIO
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LM35
1.3 Materiales para el montaje de la práctica
Los materiales necesarios para la realización de este laboratorio son los siguientes: Materiales
Resistencias de 220 Ω Sensor LM35 led Cables Fuente de voltaje variable DC Voltímetros Una para medir la tensio de salida Otro para medir la temperatura Termocupla Fuente de poder (0 – 12 V)
UN
Cantidad
un Un Un Un Un Un
1 1 1 1 1 2
Un Un
1 1
Foto 2. Ajuste frecuencia en generador.
1. Monte en el protoboard el circuito de acuerdo al siguiente plano:
Foto 3. Calentamiento del sensor. U1
1
4.0
VOUT
1 mV
2 °C
2 +0.04
3
LM35
Volts
Figura 3. Plano de montaje
2. Una vez conectado el circuito se le proporcina calor, al sensor junto a la punta del multímetro utilizando un encendedor. 3. Es necesario tener cuidado al conectar el sensor, ya que este tiene polaridad y al conectarlo de manera equivocada este se puede dañar al proporcionarle el voltaje Foto 1. Montaje circuito
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Foto 4. Un multímetro registrando el voltaje de salida del sensor en mV, el voltímetro 2 tomando la temperatura por medio de una termocupla en centígrado
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Cuando se le pone temperatura con el encendedor se ve como aumenta la temperatura en el multimetro conecto para medir la temperatura y el multímetro sube de manera lineal pero en mV.
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Grafico de Temperaturas
70 60 C 50 ° a r u t 40 a r e p 30 m e T 20
10 0 1
6
11
16
Mediciones Temperatura en °C
SENSOR
En la gráfica podemos ver la linealizacion que tiene el sensor con respecto a la temperatura de entrada y el voltaje en la salida. Esto comprueba que el sensor se comporta de manera lineal y cumpliendo la ecuación del sensor 10mV por °C. Calentamos el sensor hasta los 65°C junto con la punta de la termocupla y los unimos de manera que la termocupla toque también el sensor. Se comienza a registrar la temperatura y se registran los valores de tensión en mV. Se obtiene la siguiente tabla de valores. LECTURAS CON LOS INSTRUMENTOS medicion
Temperatura en °C
OUT Sensor mV
conversion en °C
1
65
514
51,4
2
53
476
47,6
3
51
469
46,9
4
49
439
43,9
5
47
410
41
6
45
391
39,1
7
41
393
8
37
9
Enseguida se muestran los errores de las mediciones El error numérico es igual a la diferencia entre el valor verdadero y el valor aproximado, como se muestra a continuación:
El error relativo porcentual verdadero se calcula de la siguiente manera:
En la siguiente tabla se muestran los valores de los errores de las mediciones: error total
error relativo
13,6
20,92%
39,3
5,4
10,19%
347
34,7
4,1
8,04%
35
311
31,1
10
34
305
30,5
5,1
10,41%
11
31
293
29,3
6
12,77%
12
29
272
27,2
5,9
13,11%
13
27
252
25,2
14
26
248
24,8
1,7
4,15%
15
25
240
24
2,3
6,22%
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3,9
11,14%
3,5
10,29%
1,7
5,48%
1,8
6,21%
1,8
6,67%
1,2
4,62%
1
4,00%
CONCLUSIONES El elaborar la práctica dio como resultados valores con un intervalo pequeño de diferencia, entre los valores obtenidos con el multímetro y los valores arrojados al utilizar el sensor de temperatura, sin embargo fue evidente notar que la temperatura en el sensor aumentaba un poco menos que en el multímetro con el que se medía la temperatura directamente, esto puede deberse a la sensibilidad del material del cual está fabricado el sensor de temperatura, y el recubrimiento que este tenía.
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