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Sensor de temperatura
ANA MARIA APAZA CONDORI,
ANA LUPE PAXI COPETICONA
ELIZABETH ZULMA MAMANI CHOQUE
NINOZCA CHURA LLOJLLA
[email protected],[email protected]
[email protected], [email protected],
Cuarto semestre paralelo 4”A”-ElectrónicaBásica-Universidad Pública de El Alto UPEA
RESUMEN
Esta práctica se divide en dos partes. En la primera parte se montara en circuito en una placa
anteriormente diseñada y quemada, con todos los componentes circuitales.
En la segunda parte se hará la prueba de funcionamiento del circuito montado, en nuestro caso
(sensor de temperatura).
INTRODUCCION
LA BATERIA ELECTRICA.-Una pila eléctrica o batería eléctrica es el formato industrializado y
comercial de la celda galvánica o voltaica.
Es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico
transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto
que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta
energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o
bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodo y el otro es el polo positivo o cátodo.
La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos, metálicos en muchos casos,
introducidos en una disolución conductora de la electricidad o electrolito.
BATERIAS DE 9V
TERMISTOR: Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa
en la variación de la resistividad que presenta unsemiconductor con la temperatura. El término
termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor:
NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo
PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo (también
llamado posistor).
Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la disminuyen.
CONECTOR ELÉCTRICO.-
Un conector eléctrico es un dispositivo para unir circuitos eléctricos. En informática, son conocidos
también como interfaces físicas.
Están compuestos generalmente de un enchufe (macho) y una base (hembra).
Los conectores eléctricos se caracterizan por su patillaje y construcción física, tamaño, resistencia
de contacto, aislamiento entre los pines, robustez y resistencia a la vibración, resistencia a la entrada
de agua u otros contaminantes, resistencia a la presión, fiabilidad, tiempo de vida (número de
conexiones/desconexiones antes de que falle), y facilidad de conexión y desconexión.
LED:
Un led (del acrónimo inglés LED, light-emitting diode: ‘diodo emisor de luz’; el plural aceptado por
la RAE es ledes2) es un componente opto electrónico pasivo y, más concretamente, un diodo que
emite luz.
Los ledes se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación. Los primeros ledes
emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en
el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.
Debido a su capacidad de operación a altas frecuencias, son también útiles en tecnologías avanzadas
de comunicaciones y control. Los ledes infrarrojos también se usan en unidades de control remoto
de muchos productos comerciales incluyendo equipos de audio y video.
AMPLIFICADOR
OPERACIONAL.-
Se trata de un dispositivo electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene
dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor
(G) (ganancia):
Volt = G· (V+ − V−) el más conocido y comúnmente aplicado es el UA741 o LM741.
El primer amplificador operacional monolítico, que data de los años 1960, fue el Fairchild μA702
(1964), diseñado por Bob Widlar. Le siguió el Fairchild μA709 (1965), también de Widlar, y que
constituyó un gran éxito comercial. Más tarde sería sustituido por el popular Fairchild μA741
(1968), de David Fullagar, y fabricado por numerosas empresas, basado en tecnología bipolar.
Originalmente los A.O. se empleaban para operaciones
matemáticas (suma, resta, multiplicación, división, integración,derivación, etc.) en calculadoras
analógicas. De ahí su nombre.
El A.O. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de
banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningún ruido.
Como la impedancia de entrada es infinita también se dice que las corrientes de entrada son cero.
RESISTENCIAS: Se denomina resistor o bien resistencia al componente eléctrico
diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un
circuito. Se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto joule.
FORMULA DE LA RESISTENCIA
RESISTENCA VARIABLE.- Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es
variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por
un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.
Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de
corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia.
MATERIAL Y METODOS.
Los materiales utilizados en la práctica son:
RESISTENCIA DE 100K OHM
RESISTENCIA DE 680K OHM
PRINTED CIRCUIT BOARD
CIRCUITO IMPRESO
FUNDAMENTO TEORICO
¿Qué es un sensor de temperatura?
Cuando hablamos de sensores de Temperatura, debemos saber para que se desea utilizar, o
simplemente observar donde existen los sensores de temperatura.
Para qué sirven?
Debemos considerarlo como un instrumento de
medición de calor de líquidos, solidos, gases, medio
ambiente, y hasta se podría confundir con termómetros,
termostatos, sensores de movimientos.
SIRVEN para medir los grados de temperatura de
líquidos, en movimiento o en depósito, cañerías y
ductos, motores, reactores, turbinas, etc. Pero su verdadero uso es controlar la temperatura que no
exceda de los grados de resistencia de los cuerpos o metales que lo soportan para evitar
recalentamientos, explosiones, o daños personales o materiales.
Cuando preguntas Como es: se tiene que saber en dónde se está utilizando, porque el sensor de
temperaturas de una nave espacial, o de un automóvil, o de una planta de petróleo, de una alarma de
un banco, o de un supermercado o en una casa particular. Tiene características propias para cada
uso.
En que se usan: con mayor frecuencia en los motores automotrices, aviación, en casi todas las
industrias donde intervenga el calor. En alarmas ya que todo cuerpo tiene calor propio.
Ejemplos: El sensor de calor más frecuente es el que tiene un motor de un automóvil que activa el
mecanismo de enfriamiento. Los sensores de calor de los sistemas de computación, plantas de
pasteurización, esterilización etc.
Existen varios tipos de sensor de temperatura entre las cuales tenemos:
SENSORES DE TEMPERATURA INFRARROJOS
Los sensores de temperatura infrarrojos (IR), denominados también piró-metros de radiación, son
dispositivos de no contacto que miden indirectamente la temperatura de cuerpos calientes a partir de
la radiación térmica emitida en forma natural por los mismos. Se utilizan en los casos en los cuales
resulta imposible o peligroso el uso de un termistor, una termocupla u otro tipo de sensor de con-
tacto. Es el caso, por ejemplo, de procesos industriales donde se manejan temperaturas muy
superiores a las del punto de fusión del transductor, de cuerpos calientes muy pequeños,
inaccesibles o en movimiento, de atmósferas de alto voltaje o que deben permanecer libres de
contaminación, etc.
Los sensores IR están basados en el concepto de que todos los cuerpos, a temperaturas por encima
del cero absoluto (-273.5°C), producen radiación térmica en cantidad dependiente de su temperatura
y sus propiedades físicas. Esta energía se incrementa a medida que el objeto se torna más caliente
Los cuales miden la energía emitida, reflejada y transmitida.
En los sensores IR prácticos la energía emitida, que es la que indica realmente la temperatura de un
objeto, se captura mediante un detector apropiado, precedido de un sistema óptico, se amplifica y
procesa mediante circuitos electrónicos.
La función de la óptica es concentrar la energía y limitar la influencia de la radiación proveniente de
otras fuentes distintas del objeto bajo medida. Esta es la parte más crítica del sistema y la que deter-
mina el campo de vista (FOV) de la unidad.
El detector, por su parte, se encarga de convertir la energía IR a una variable eléctrica me-dible, es
decir un voltaje, una corriente o una resistencia equivalente. Incluye típicamente un filtro espectral
para limitar la energía a una banda estrecha.
El amplificador debe resolver y amplificar las débiles señales de salida enviadas por el detector, las
cuales pueden ser, por ejemplo, del orden de 1 mV/°C. Una vez obtenida una señal estable y
manejable, la misma debe ser lineal izada, es decir convertida en una función lineal de la
temperatura y representada como una corriente de 4-20 mA, un voltaje de 0-5 V, una señal digital,
etc.
Actualmente se dispone también de sensores de temperatura IR inteligentes, los cuales pueden ser
programados para comunicarse entre sí y con computadoras en una planta de manufactura. De este
modo se facilita el direccionamiento, la configuración, la actualización y el mantenimiento de las
unidades desde sitios remotos durante su instalación y operación
SENSORES DE TEMPERATURA DE SILICIO
Los sensores de silicio, son circuitos integrados que
aprovechan la variación predecible del voltaje de la unión
base-emisor (VBE) de los transistores bipolares para
realizar
mediciones confiables y exactas de temperatura. Se
caracterizan por su pequeño tamaño y son especialmente
apropiados para aplicaciones de medición y control de
temperatura en el rango de -55°C a +150°C. Además, no
requieren de etapas de linealización, amplificación ni
compensación externas debido a que incorporan en la
misma pastilla sus propios circuitos de procesamiento de
señales.
La mayoría de sensores de silicio proporcionan como
salida un voltaje que varía linealmente con la temperatura
en grados Kelvin (°K), Celsius (°C) o Fahrenheit (°F).
Algunos ejemplos representativos son el LM34, el
LM35, el LM135 y el LM50, todos ellos de National Semiconductor y con una sensibilidad nominal
de l0mV por grado. También se dispone de sensores con salida por corriente. Dos ejemplos repre-
sentativos son el LM334 y el AD590, cuyas sensibilidades típicas son 1 mA/°K y 1μA/°K,
respectivamente. La integración de circuitos de procesamiento en los sensores de temperatura de
silicio elimina también, en muchos casos, la necesidad de comparadores o de convertidores A/D
externos para convertir la salida análoga a un nivel lógico o un código digital. Los sensores de sa-
lida por comparador, en particular, son muy útiles para detectar condiciones de falla, impulsar
calefactores o enfriadores, y otras aplicaciones de control y alarma
MONTAJE DEL CIRCUITO.-
Primeramente quemamos la placa para montar nuestro circuito con todos los elementos re
querientes, una vez hecho eso primeramente ponemos nuestro amplificador operacional de (uA741),
Añadimos nuestras dos resistencias de 100k (1/4w), una resistencia de 680k (1/4w), nuestro
termistor de 5k, la resistencia variable de 10k, el led bicolor (Green/red), hacemos la conexión con
dos terminales y estas a su vez deben estar conectadas a dos baterías de 9v, y por últimos todos esto
debe estar previamente soldado uno por uno . Y de esta manera terminamos de montar nuestro
circuito listo para ser probado
RESULTADOS
En la práctica, al haber montado el circuito se tiene:
Como aquí vemos ya hemos emulado el circuito del sensor de temperatura en un programa, y
corre correctamente sin ninguna dificultad.
Ahora lo aremos funcionar el circuito en un tiempo real.
CONCLUSION.-
En esta práctica de laboratorio, hemos podido observar detalladamente la fabricación, montaje,
y funcionamiento de nuestro circuito, en este caso nuestro sensor de temperatura.
Utilizamos muchos componentes eléctricos para su funcionamiento, además al utilizar otro
termistor de mayor resistencia solo influye en la temperatura que se medirá cuando las
temperaturas sean muy altas se utilizara termistores con valores óhmicos más altos, también será
necesario cambiar el potenciómetro a la resistencia de termistor.
Lo cual concluimos que la práctica teórica y experimental de nuestro circuito fue todo un éxito,
gracias a este sensor de temperatura nosotros podremos detectar los cambios de temperatura que
se presentan en el ambiente donde nos encontramos.
BIBLIOGRAFIA
Páginas de internet:
http://snsoresdetemperatura.blogspot.com/
http://es.slideshare.n