3º grado en ingeniería electrónica y automática
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3º Grado en Ingeniería Electrónica y Automática. Instrumentación Electrónica
SESIÓN 5: TERMISTOR
TIPOS DE DATOS EN LABVIEW:
Precisión simple: 32 bits (SGL). Precisión doble: 64 bits (DBL). Precisión extendida (EXT): números de coma flotante. Número entero con signo (I8) de tipo byte (8 bits). Número entero sin signo (U8) de tipo byte (8 bits). Número entero con signo (I16) de tipo palabra (16 bits). Número entero sin signo (U16) de tipo palabra (16 bits). Número entero con signo (I32) de tipo entero extendido (32 bits). Número entero sin signo (U32) de tipo entero extendido (32 bits). Complejos de precisión simple (CSG). Complejos de precisión doble (CDB). Complejos de precisión extendida (CXT): números complejos de coma flotante.
Los límites, máximo y mínimo, dependen del tipo; un entero con signo (8 bits) estará entre -128 y 127. Precisión: Simple Doble Extendida Número positivo máximo 3,4 E38 1,7 E308 1,1 E4932 Número positivo mínimo 1,5 E-45 5,0 E-324 1,9 E-4951 Número negativo mínimo -1,5 E-45 -5,0 E-324 -1,9 E-4951 Número negativo máximo -3,4 E38 -1,7 E308 -1,1 E4932
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Cambio de tipo de dato y nº de decimales de un control o indicador
Para cambiar el tipo de dato de un control, indicador o constante:
Invocamos el menú contextual pulsando el botón derecho tras
posicionar el cursor sobre él.
Seleccionamos la opción REPRESENTATION del menú
emergente.
Elegimos el tipo que se adecúe a nuestras necesidades (En la
imagen DBL: Precisión doble, 64 bits).
Podemos modificar el nº de decimales que, por defecto,
muestra el control, indicador o constante mediante la opción
Display Format… del mismo menú contextual.
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Cambiar el nombre de un control o indicador con la herramienta de escritura de la paleta.
Cambio de colores: podemos modificar las propiedades de color de la mayoría de los elementos del panel
frontal con la herramienta de la paleta
Reemplazar un control por otro de distinta apariencia: potenciómetro, termómetro, deslizador, dial, ...
La alineación de las partes de un diagrama y del panel frontal se realiza mediante las listas desplegables de la
barra de herramientas .
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BUCLE WHILE
En el VI final, el usuario no verá los botones de ejecución: , entonces… ¿Cómo hacer para que el usuario controle la duración del bucle? Añadir un BUCLE WHILE controlado por un pulsador:
¿Para qué necesitamos el botón stop teniendo el botón de abortar ejecución ?
Importante: Cabe reseñar la diferencia entre detener un programa correctamente (una vez concluida
la secuencia completa del programa), o abortar la ejecución mediante el botón sin ningún control
sobre las acciones que han sido ejecutadas y las que han quedado pendientes.
Añadir un bucle while a nuestro programa:
Tenemos dos opciones: Modificar el VI de la sesión anterior o crear uno nuevo.
1. Crear un nuevo VI y pegar un subVI “DAQ Assistant” tal como hicimos en la sesión anterior. Configurar un canal diferencial como entrada analógica.
2. Si tenemos guardado el VI anterior, tras cargarlo, abrir la configuración del VI “DAQ Assistant”
Realizar doble‐click sobre el VI o “propierties” de su menú contextual.
Cambiar el Modo de adquisición a “Continuous Samples”
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Nos mostrará el siguiente cuadro de diálogo ofreciéndose a crear el bucle automáticamente.
Tras aceptar la propuesta, el diagrama de bloques
quedará así:
Además, aparecerá un botón “stop” en el panel frontal.
Probad a cambiar el nombre de cualquier
control o indicador.
Ahora debemos agrandar el bucle (estirando de sus esquinas) para meter el código que ha quedado fuera…
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En el panel frontal, crear un control de tipo
numérico para sustituir a la constante conectada
al comparador.
Ejecutamos el programa y cambiamos el umbral
para probarlo.
Propuesto: Modificar el programa para que se detenga cuando la tensión medida sea mayor o igual de un valor a elegir.
Pista: Utilizar una función lógica.
Este proceso automático podríamos haberlo realizado de forma manual añadiendo nosotros el bucle.
En Functions ProgrammingStructures podemos ver las estructuras while-loop, for-loop, etc.
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MEDIDA DE TEMPERATURA CON TERMISTOR Termistores Resistencia variable con Tª construida con semiconductores.
PTC (Positive Temperature Coefficient): Mayor linealidad, menor sensibilidad
NTC (Negative Temperature Coefficient): Menor linealidad, mayor sensibilidad, son más usadas.
En un margen reducido de unos 50ºC, se puede considerar
)11(
00· TT
T eRR
Ec. 1
T0 = es la temperatura de referencia (habitualmente 25ºC) expresada en K.
R0 = es la resistencia a la temperatura de referencia.
β = Temperatura característica del material. (entre 2000 K – 5000 K) y depende de la Tª.
¿ β? …
Curva De Calibración
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¿ β? Despejando en Ec. 1 obtenemos la expresión…
0
011)/ln(
TT
RRT
De forma que β se puede hallar experimentalmente si obtenemos dos valores de resistencia Rt, R0 a dos temperaturas T, T0.
Habitualmente el fabricante especifica β para un rango de 0 ºC a 50 ºC.
Ecuación de Steinhart‐Hart La curva de un termistor puede aproximarse mediante la ecuación empírica:
1/T = A + B (ln Rt) + C (ln Rt)3
A, B y C se hallan a partir de las tablas empíricas ofrecidas por el fabricante:
Tomando tres pares de valores (T,Rt) y resolviendo el sistema de 3 ecuaciones con 3 incógnitas.
Si tomamos dichos pares en un margen no superior a 100 ºC y en el centro del rango del termistor, obtendríamos errores de
sólo ±0’02 ºC en todo el rango de medida, y de sólo ±0’01 ºC en ese rango de 100 ºC.
Los parámetros de ecuación de Steinhart-Hart para nuestra NTC de 10kΩ@25ºC son:
A = 1,129148E‐3
B = 2,34125E‐4
C = 8,76741E‐8
Curva de Calibración
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Circuito de acondicionamiento:
La resistencia R1 la fijamos nosotros:
¿De qué valor la elegimos?
La Vs la fijamos nosotros:
¿De qué valor la elegimos?
Gracias a la tarjeta sabremos Vm
Podemos averiguar Rt = f (Vm, Vs, R1):
Hallar la ec. en papel.
Circuito de acondicionamiento: Ejemplo.
Para medir en modo RSE: 1) Configurar NRSE por software 2) realizar esta conexión (AISENSE-AIGND)
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Implementación con LabVIEW Montar el circuito en el panel.
Comprobar con el multímetro que funciona según lo previsto.
Realizar el programa con LabVIEW que mida la tensión Vm.
Verificar que Vm sea la misma que medimos con el multímetro.
Para obtener Rt partiendo de Vm necesitamos que Labview resuelva la ecuación que hemos planteado en papel. Para ello:
Utilizar subVI “Fórmula” (ver imagen) para resolver esta ecuación
Las fórmulas deben terminar en punto y coma “;”
Para elevar al cubo se utiliza “**3”
En las casillas etiquetadas como “label” podemos identificar nuestras variables. P. ej.
La ventana de ayuda (Ctrl + H) informa del uso de cada botón al pasar el cursor sobre él.
1º
2º
3º
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Quedará algo así…
Con el resultado de Rt (en la imagen, salida Result), añadir otro subVI Formula que resuelva la ecuación de
Steinhart-Hart para obtener la Tª:
1/T = A + B (ln Rt) + C (ln Rt)3
Mostrar la temperatura en un indicador de tipo termómetro.
Modificar la condición de parada del programa.
El programa debe parar si la temperatura excede de una Tª seleccionable o si el usuario pulsa el botón.
El Panel frontal, con un control que permite fijar la Tª umbral a la que se detendrá el programa, se parecerá a…
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Imagen del panel con un control que permite fijar el umbral de Tª a la que se detendrá el programa.
En el menú contextual del gráfico, la
opción “Propierties”, nos permite
configurar la apariencia del mismo:
Colores, cuadrícula, puntos, escala, etc.
TÉCNICAS DE DEPURACIÓN: Seleccionando el botón de la ventana de diagrama se ejecutará la aplicación en modo depuración.
Podemos insertar puntas de prueba en cualquier cable del diagrama para visualizar el valor en dicho punto. Para crear una punta de prueba, seleccionamos la herramienta de la paleta (menú view Tools
palette), pulsando con el ratón en aquellos puntos de cable donde deseemos saber el valor de la variable.
En el momento de ejecución nos aparecerá en el diagrama una ventana con el valor.
Probar también la ejecución paso a paso: