UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE CIENCIAS CIRCUITOS ELECTRÓNICOS ANALÓGICOS EXPERIMENTO Nº5 SENSORES RESISTIVOS PROFESOR(a): CIRCE RONDINEL PINEDA ALUMNO: IVAN ALONSO LLANA CARHUAMACA CODIGO: 20130082A
CICLO: 2016 – II
2016
1. OBJETIVOS Entender el funcionamiento de termistores y fotorresistencias, y su aplicación en circuitos (divisores de voltaje y puente de Wheatst one).
2. RESUMEN Primero se analizó el termistor y resistor de modo directo, observando sus propiedades, además se hizo uso de un nuevo instrumento el cual es la sonda térmica. Posteriormente se armaron 2 circuitos que previamente habíamos desarrollado en experimentos anteriores con la diferencia de hacer uso de estos sensores resistivos en algunos tramos del circuito.
3. TAREA
4. FUNDAMENTO TEORICO Sonda Térmica: También conocido como sonda de temperatura,
funciona de tal modo que este recibe la señal (temperatura) del emisor e indica el valor registrado.
Termistor: Es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con respecto a la temperatura. Existen 2 tipos de termistores: NTC: Coeficiente de temperatura negativo
PTC: Coeficiente de temperatura positivo
Fotorresistencia: El LDR es una resistencia que varía su resistencia en función de la luz que incide sobre su superficie. Cuanto mayor sea la intensidad de la luz que incide en la superficie del LDR menor será su resistencia y cuanto menos luz incida mayor será su resistencia.
5. EQUIPO
Fuente DC Multímetro Termistor Fotorresistencia Resistencias Potenciómetro Cables
6. PROCEDIMIENTO R1
100kΩ V1 10V
R1
R2
100kΩ
100kΩ
V1 Rt
10V
a
b
Rt
R1
10kΩ
50kΩ V1 10V
R1
R2
10kΩ
10kΩ
V1 Rt
10V
a Rt
b
R1
10kΩ V1 10V
R1
5kΩ V1 10V
R1
R2
10kΩ
10kΩ a
V1
b
10V
7. HOJA DE DATOS La hoja de datos se adjuntara en la si guiente hoja la cual fue revisada durante el experimento.
8. CALCULOS Y TABLAS Rt(teórico) 10kΩ Rt(1) 100kΩ Rt(2) V(ambiente 21ºC)(V) 5.78 7.20
Rt(medido) 11.64kΩ (T=21ºC) 137.9kΩ (T=20ºC)
Rt(1)=137.9kΩ R(kΩ) R(kΩ)(medido) V(27ºC)(V) 100 98.5 5.026 50 50.15 6.51
Rt(2)=11.64 kΩ V(ambiente 21ºC)(V) R(kΩ) 5.351 3.617
R(kΩ)(medido) V(27ºC)(V) 10.01 4.612 19.84 3.119
10 20
Rt(1)=137.9 kΩ R1(kΩ) 100 100
R1(kΩ)(medido) 99.3 99.3
R2(kΩ) 100 100
R2(kΩ)(medido) 100.7 100.7
R4(kΩ)(medido) 132.71 21ºC 122.11 23ºC
T
R4(kΩ)(medido) 10.68 21ºC 9.75 23ºC
T
Rt(2)=11.64 kΩ R1(kΩ) 10 10
R1(kΩ)(medido) 10.02 9.82
R2(kΩ) 10 10
R2(kΩ)(medido) 10.02 9.82
= → = = Se determina que ambos termistores son del tipo NTC pues al incrementar su temperatura estos disminuyen su resistencia. Del circuito divisor de voltaje tenemos 4 = (1) = 136.96Ω(21°) 4 = (1) = 101.05Ω(27°) 4 = (1) = 128.57Ω(21°) 4 = (1) = 93.26Ω(27°)
4 = (2) = 11.51Ω(21°) 4 = (2) = 8.56Ω(27°) 4 = (2) = 11.33Ω(21°) 4 = (2) = 9.07Ω(27° ) Luego del puente Wheatstone
4 = (1) = 132.71Ω(21°) 4 = (1) = 122.11Ω(23° ) 4 = (2) = 10.68Ω(21°) 4 = (2) = 9.75Ω(23° ) = . Ω() = . Ω() La resistencia disminuye en la fotorresistencia al impedir el paso de luz
R1=5.0 kΩ (5kΩ) V(entrada)V 10
V(ambiente)
V(oscuro)
V(linterna)
7.40
9.03
203.5mV
= . Ω() = . Ω() = . Ω()
V(entrada)V 10
R1= 10kΩ (9.82 kΩ) V(ambiente) V(oscuro)
V(linterna)
6.34
99.6mV
9.76
= . Ω() = . Ω() = . Ω() Para el puente Wheatstone 4 = = . Ω()
4 = = . Ω() 4 = = .Ω()
9. DISCUSION DE RESULTADOS
Del trabajo con termistores se observó que los termistores trabajados disminuían su resistencia al aumentar su temperatura, esto es debido a que se trata de termistores NTC cuyo coeficiente de resistencia es negativo es decir disminuye conforme la temperatura se eleva. El voltaje del Rt disminuye mientras más se eleva su temperatura, debido a que el voltaje es directamente proporcional con la resistencia en nuestro circuito. En el puente de Wheatstone, cuando el voltaje entre los nodos a y b es 0 se produce la condición de equilibrio, por lo cual R 4 presenta el mismo valor que Rt. El hecho de que la fotorresistencia disminuye su valor de resistencia al exponerse a la luz se debe al funcionamiento de la fotorresistencia pues
al estar expuesto a la luz este material empieza a liberar electrones, lo cual produce una mayor conducción y en consecuencia disminuye la resistencia. De los resultados obtenidos para el termistor, el hecho de que los valores se hayan alejado se debe a la inestabilidad del ambiente pues este no es un lugar aislado donde se puede mantener fija la temperatura, además de solo haber elevado la temperatura por contacto directo, lo cual no es una medida exacta De los resultados obtenidos para la fotorresistencia, los valores no resultaron adecuados y esto se debe a las condiciones casi irrepetibles del experimento, pues depende de cómo o cuanto se obstruya la luz, el resultado aun así era volátil.
10. CONCLUSIONES
No se presentaron problemas durante el armado de los circuitos pero a pesar de esto los resultados fueron algo alejados de los previstos
Y promediando para 21ºC pues es el dato con el cual c ontamos
∆ () () ∆ () ()
% = . % °
% = . % °
Solo resulta valido comparar para 21ºC pues los demás son resultados distintos debido a que el aumento de temperatura producido por contacto no se mantuvo igual durante el experimento, para evitar aquello se aconsej a trabajar en un lugar aislado y con un objeto que aumente la temperatura y se mantenga constante.
Salvo cuando se trabaja a nivel de luz ambiente pues resulta más fácil de mantener que el resto de estados que nos plantea este laboratorio. No es necesario mencionar la gran diferencia notoria(error >>5%) entre los valores previstos pero no es debido a errores de medición, sino que esto se debe a lo absurdo de lo volátil que es el valor de la resistencia, aun mas con los instrumentos provistos en el laboratorio resulta difícil poder tomar datos que concuerden con nuestro valor dado. Se comprendió el uso correcto al momento de trabajar con sensores resistivos para su posterior uso.
11. REFERENCIAS
Cooper – Helfrick, Instrumentación electrónica moderna y técnicas de medición, Prentice Hall, México 1990, pág. 108. Santamaría, Electrotecnia, Santillana, Lima 1997, pág. 46-48.
