SENSORES DE TEMPERA TEMPER ATURA.
PRÁCTICA NUMERO 3.
OBJETIVO: Conocer, caracterizar y apicar o! "i#erente! tipo! "e !en!ore! "e Te$perat%ra anaiza"o! en a ca!e "e Metroo&'a.
O()eti*o! Partic%are!: a) Conocer y co$pren"er e #en+$eno "e termo-resistividad . RTD. b) Epicar a "i#erencia entre %n termopar y un RTD. c) Di!e-ar %na aar$a "e te$perat%ra para calor o frio.
Termistores: Un termistor e! termistor e! re!i!tencia !en!i(e a a te$perat%ra. Ei!ten "i#erente! #or$a! "e ter$i!tore! co$o !e $%e!tra en a #i&%ra .
Ei!ten "o! tipo! "e ter$i!tore!: con coeficiente negativo de temperatura (NTC) e (NTC) e c%a !e in"ica con (-tº) en e circ%ito/ y circ%ito/ y termistores termistores de coeficiente de temperatura positivos (PTC) 0%e !e in"ica con (+tº) en e circ%ito. Un ter$i!tor con NTC e!t1 2ec2o %!an"o co$o $ateria +i"o! $et1ico! !e$icon"%ctore! 3o! !e$icon"%ctore! tienen re!i!tencia! entre con"%ctore! y ai!ante!4. En c%anto crece a te$perat%ra, e!t1n "i!poni(e! $1! porta"ore! "e car&a y a re!i!tencia "i!$in%ye. 5o! ter$i!tore! con PTC !e #a(rican con "i#erente! $ateriae! y $%e!tran $%e!tran %n incre$ento "e a re!i!tencia con a te$perat%ra.
PRECAUCIONES: E ter$i!tor NTC, tiene %na "6(i re!i!tencia c%an"o 2ace caor y %na re!i!tencia ee*a"a c%an"o 2ace #r'o. E caor "e a $ano, a *ece!, e! !%#iciente para caentar e ter$i!tor y *o*ero con"%ctor. No acercar !ca !a ""ama a" termistor 3a no !er 0%e !ea a c1p!%a $et1ica4, !e po"r'a "e!tr%ir. ACTIVIDADES.
1. Con!tr%ir e circ%ito "e a "erec2a con %n ter$i!tor "e NTC co$o Rto# $i"ien"o pre*ia$ente con %n $%t'$etro !% re!i!tencia a te$perat%ra a$(iente y (%!can"o %na re!i!tencia #i)a o $1! cercana po!i(e para R (otto$. Mi"ir a"e$1! a te$perat%ra a$(iente y Vo%t.
7i&%ra .
2. A2ora tocan"o e ter$i!tor y caent1n"oo %n rato con t% te$perat%ra corpora 389 a 8 ;C4 *%e*a a $e"ir e *ota)e Vo%t, c%an"o !e 2aya e!ta(iiza"o. De!p%6! 0%ite "e circ%ito e ter$i!tor NTC 3!in "e)ar "e apretaro con !%! "e"o!4 y $i"a e *aor "e !% re!i!tencia y a te$perat%ra entre t%! "e"o!.
Co$peta a !i&%iente ta(a con o! *aore! o( teni"o!.
A2ora !e reaizar1 e !i&%iente circ%ito, ca$(ian"o " e po!ici+n a re!i!tencia #i)a re!pecto "e ter$i!tor NTC, co$o !e $%e!tra en a !i&%iente #i&%ra:
7i&%ra <. 3. Con!tr%ir e circ%ito "e a #i&%ra < con %n ter$i!tor "e NTC co$o R (otto$ $i"ien"o pre*ia$ente con %n $%t'$etro !% re!i!tencia a te$perat%ra a$(iente y (%!can"o %na re!i!tencia #i)a o $1! cercana po!i(e para R top. Mi"a a"e$1! a te$perat%ra a$(iente y Vo%t.
4. A2ora tocan"o e ter$i!tor y caent1n"oo %n rato con t% te$perat%ra corpora 389 a 8 ;C4 *%e*a a $e"ir e *ota)e Vo%t, c%an"o 6!te !e 2aya e!ta(iiza"o. De!p%6! 0%ite "e circ%ito e ter$i!tor NTC 3!in "e)ar "e apretaro con !%! "e"o!4 y $i"a e *aor "e a re!i!tencia y a te$perat%ra entre t%! "e "o!.
Co$pete a !i&%iente ta(a con o! *aore! o( teni"o!.
NOTA !os siguientes e"ercicios no se tiene #ue construir$ %nicamente se les est& mostrando la forma en la cual ustedes pueden calcular el volta"e y la corriente en un termistor en diferentes condiciones. Si !e "e!ea cac%ar e *ota)e !o(re e termistor de NTC "e circ%ito $o!tra"o en a #i&%ra 8, e c%a pre!enta %na re!i!tencia "e =,9 > a
Figura 3
I ' cc (R*+R,) ' * (* +*/$0 ) ' $%3&' mA. Con e!te *aor a2ora !e p%"e cac%ar e *ota)e !o(re R<, 0%e in"ica e *ot'$etro co$o:
* ' 1 2 R, ' $34506 mA. */$0
'
%$3 *
A2ora anaice$o! 0%e pa!a !i !e (a)a a te$perat%ra 2a!ta @ . 5a corriente !o(re e circ%ito e!:
7i&%ra .
I ' cc (R*+R,) ' * (*+*4) ' $%$ mA. A2ora e *ota)e !o(re R<, 0%e in"ica e *ot'$etro !e cac%a co$o:
* ' 1 2 R, ' $000 mA. *4 ' '%33 * el cual es un valor 7astante alto888. %e pa!a a2ora !i en %&ar "e $e"ir e *ota)e "e !ai"a en e ter$i!tor "e NTC o 2ace$o! !o(re a Re!i!tencia "e ?> co$o !e $%e!tra en a #i&%ra .
7i&%ra . 5a! con"icione! !on i"6ntica! a a! pre!enta"a! en e circ%ito "e a #i&%ra 3$i!$a te$perat%ra y a $i!$a inten!i"a" "e corriente: 1 ' $%3&' mA pero e *ota)e !o(re R e!:
*, ' 1 2 R* ' $34506 mA. *
'
3$4506 3% *.
DISEÑO DE UNA ALARMA DE TEMERATURA !ON TERMISTORES Uno "e o! ee$ento! $1! co$n$ente %tiiza"o! en a! ca!a! para controar a te$perat%ra e! e termostato, e c%a tiene "o! ee$ento! e!enciae!: 9ensor y el actuador. 5a pr1ctica con!i!te en controar a te$perat%ra "e %na 2a(itaci+n %tiizan"o co$o !en!or "e te$perat%ra %n ter$i!tor "e NTC o #ue significa #ue cuando la temperatura se incremente la resistencia del termistor se disminuir&. Un e" !i$%ar1 a act%a"or %tiiza"o.
". Con!tr%ya e circ%ito "e a !i&%iente #i&%ra 9 e intenta caentar e ter$i!tor NTC con a $ano para 0%e pren"a e e". E!te e! e circ%ito corre!pon"iente a %na aar$a "e te$perat%ra y !er1 e 0%e !e e*ae.
7i&%ra 9. Aar$a "e Te$perat%ra
Ma#$rial% a4 Ter$i!tore! (4 5e" c4 Un tran!i!tor (ipoar.
!cioamieto: C%an"o !e caienta e ter$i!tor, 6!te !e *%e*e con"%ctor y a corriente circ%a a tra*6! "e a re!i!tencia "e ,= 2acia a (a!e "e tran!i!tor, 6!te !e !at%ra y e 5ED !e encien"e.
!u$&#ionario. 1. FC+$o po"r'a con!tr%ir %n circ%ito !en!or para %!aro en %na aar$a contra@ incen"io!G
2. Si !e "e!ea %n circ%ito e c%a entre&%e %n *ota)e A5TO c%an"o !ean "etecta"a! %na! con"icione! "e caor en e a$(iente. Entonce! !e nece!ita %n "i*i!or "e *ota)e
%!an"o %n ter$i!tor "e NTC, pero F"+n"e !e coocar1 e ter$i!tor en e "i*i!or "e *ota)eG
3. FC+$o po"r'a 2acer %n circ%ito !en!or para "etectar te$perat%ra! in#eriore! a ; C para a"*ertir a o! $otori!ta! 0%e po"r'a #or$ar!e 2ieo en a carreteraG
4. Si !e "e!ea "i!e-ar %n circ%ito 0%e proporcione %n *ota)e A5TO en con"icione! "e #r'o. Entonce! nece!ita %n "i*i!or "e *ota)e %!an"o %n ter$i!tor "e NTC, pero F"+n"e !e coocar1 e ter$i!tor en e "i*i!or "e *ota)eG
/IO/O0 COMO 0EN0ORE0 /E TEMPERATURA Una uni:n p-n ya !ea "e %n diodo o a %ni+n 7ase-emisor "e %n transistor re0%iere "e ?.V a %na te$perat%ra "e < &ra"o! Ce!i%! c%an"o e!t1 poariza"o "irecta$ente. C%an"o a te$perat%ra a%$enta, e!te *ota)e "ecrece en aproi$a"a$ente @<$VHC. De #or$a 0%e o! "io"o! y o! tran!i!tore! !e %tiizan a&%na! *ece! co$o !en!ore! "e te$perat%ra e!pecia$ente en apicacione! "e co$pen!aci+n "on"e a eactit%" a(!o%ta no e! i$portante. E ca$(io en a! caracter'!tica! "e "io"o " e(i"o a *ariacione! "e te$perat%ra !e $%e!tra en a #i&%ra !i&%iente.
E Se&%n"o $6to"o para $e"ir a te$perat%ra e! con %n !en!or #a(rica"o con "o! "io"o!, a $i!$o tie$po 0%e !e apica e #%nciona$iento "e %n a$pi#ica"or operaciona co$o "i#erencia"or. E par "e "io"o! !eecciona"o e! e MDS9?? e c%a !e $%e!tra en a #i&%ra 8.
7i&%ra . Sen!or "e te$perat%ra MDS9?? E par "e "io"o! e!t1n inte&ra"o! en e $i!$o c2ip y por o tanto, !%! caracter'!tica! "e I@V 3Vota)e corriente4 !on $%y !i$iare!. E circ%ito a con!tr%ir !e enc%entra en a !i&%iente #i&%ra.
Sen!or con %n "io"o "e er$anio
ACTI*IA/E0 PARA E1 0EN0OR /E TEMPERATURA TIPO /IO/O. a4 Veri#i0%e e #%nciona$iento "e !en!or "e te$perat%ra y con6cteo a
cent'&ra"o!. K &ra#i0%e o coo0%e !%! re!%ta"o! en %na ta(a. e4 Con!tr%ya e circ%ito 0%e !e pre!enta en a #i&%ra !i&%iente.
FUNCIONAMIENTO:
El circuito muestra a una alarma para temperatura, utilizando dos transistores 2N4401 que trabajan como switches de la siguiente manera: Cuando el iodo 1 !el cual es usado como sensor de temperatura" se calienta, entonces el transistor #1 se conmuta !$N" % proporciona un &oltaje de 0'( &oltios, como la base del segundo transistor #2 esta conectado al colector del #1, entonces debido a la conmutaci)n de #1* #2 tambi+n se conmuta !$N" % acti&a al rela%' El potenciometro de 10 es usado para ajustar la corriente que acti&ar- al rela% en la temperatura deseada' El rela% puede ser reemplazado por un buzzer o un led' En cualquieracaso entonces usted %a no necesita el diodo 2 . porqu+/'
SENSOR DE TEMERATURA !ON !IR!UITOS INTE'RADOS. E !;36 e! %n !en!or "e te$perat%ra "e preci!i+n inea 0%e !e caracteriza por tener %na preci!i+n "e &ra"o C y p%e"e e&ar a $e"ir te$perat%ra! "e!"e @C 2a!ta ?C. S% !ai"a e! inea y ca"a cent'&ra"o e0%i*ae a ?$V.
La gran mayoría de los sensores de temperatura se basan en la variacio n de dos cantidades sensibles a la temperatura como son: el voltaje de polarizacio n directa de la unio n p-n y la resistencia propia del silicio sometido a algu n proceso de dopaje.
Acti2iaes #ara e" sesor 1M3: 4 Con e circ%ito "e apicaci+n "e 5M8 $i"a o! *ota)e! a a !ai"a (a)o a! con"icione! "e pr%e(a.
<4 Conectar e 5M8 co$o !e $%e!tra en a #i&%ra , "on"e Ra e! %na re!i!tencia "e ??>L, Vc e! %n *ota)e "e
Todos los valores de temperatura pueden variar, debido las diferentes fuentes de calor que se aplicarán. Ya que la intensión es vericar el funcionamiento de estos sensores.
Sección opcional. El siguiente circuito muestra la aplicación de un sensor de temperatura LM! en una incubadora. Los equipos que deseen ampliar su experiencia con el LM35 pueden hacer este circuito y se les otorgará 0.5 puntos en la califcación de su examen fnal.
A!"#"$A$%S &A'A %L S%(S)' $% !%M&%'A!*'A !"&) !%'M)&A'
. I"enti#i0%e a! ter$inae! "e Ter$opar 3Po!iti*o y Ne&ati*o4.
<. Conecte e ter$opar a $%t'$etro. 8. Mi"a e *ota)e "e Ter$opar a Te$perat%ra a$(iente. . Co$pare e re!%ta"o con %n ter$+$etro "e $erc%rio. . Caiente e ter$opar a <, 8? y ? &ra"o! cent'&ra"o! y coo0%e o! re!%ta"o! en %na ta(a !i$iar a a ta(a.
