FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA

INGENIERÍA MECATRÓNICA

PRÁCTICA 03. SENSOR DE TEMPERATURA LM35 (2 SEMANAS)

Elaborado por: M.Sc. Luis Carlos Meneses, profesor sensores industriales.

Fuente de consulta adicional:http://electronica.webcindario.com/componentes/lm35.htm

Objetivos de la práctica.

Conocer el funcionamiento de un sensor de temperatura electrónico (termistor).

Identificar los parámetros del sensor LM35.

Adquirir destrezas en el diseño de sensores, amplificación y comparación.

Realizar un control de temperatura ON-OFF.

Diseño de la planta.

Recipiente: Se requiere un recipiente con agua el cual será calentado por medio de un calentador

eléctrico (figura 1). Es preferible que el recipiente sea un poco grande para que las variaciones de

temperatura sean lentas. El recipiente debe tener un pequeño agujero en su parte media en donde

será instalado el sensor de temperatura. Se recomienda usar un recipiente ancho para evitar que el

sensor de temperatura se encuentre cerca al calentador de agua y afecte la medida (ejemplo figura 3).

Calentador. Se debe instalar un interruptor en el cable para evitar estar conectando y desconectando

constantemente.

Sensor de temperatura LM35: Para evitar cortos y daños en el sensor, deberán cubrir las patas

metálicas y parte del cuerpo con silicona, como se muestra en la figura 2. El sensor debe ir instalado

con silicona en el agujero realizado al recipiente.

Sensor de temperatura de vidrio de rango mínimo 0-100°C: Se usará como referencia comparativa.

Figura 1. Calentador Figura 2. Recubrimiento LM35 Figura 3. Posible recipiente

Primera parte. Conocimiento del sensor LM35 (entrega en 1ra semana).

1. De acuerdo a lo visto en clase, identifique en el datasheet todos los parámetros que describe el sensor

LM35 (Rango, sensibilidad, precisión, etc.). Escríbalos en una tabla.

2. Con el calentador eléctrico y el sensor de temperatura de vidrio de mercurio (químico) como

referencia, caliente el agua a los valores indicados en la tabla 1 para ascenso y descenso. Use el sensor

de temperatura de vidrio para obtener los valores de temperatura solicitados. Registre el voltaje

entregado por el sensor LM35 para cada temperatura.

Nota: Ya que la forma que lograremos controlar la temperatura en los valores solicitados se logra

conectando y desconectado el calentador, esto podría generar oscilaciones o dificultades en la medida.

Si tienen la posibilidad de conseguir un termostato que cubra el rango solicitado sería de mayor

utilidad.

Tabla 1. Conocimiento del sensor de temperatura LM35 en ascenso y descenso

Temperatura ascenso

Voltaje Temperatura

descenso Voltaje

Temp ambiente 90°C

20°C 80°C

30°C 70°C

40°C 60°C

50°C 50°C

60°C 40°C

70°C 30°C

80°C 20°C

90°C Temp ambiente

2.1. ¿Nota alguna diferencia en las medidas de ascenso y descenso?

2.2. ¿Se cumple la sensibilidad de 10mV/°C?

2.3. Con los puntos obtenidos anteriormente realice una gráfica temperatura vs voltaje para ascenso y

descenso.

2.4. Obtenga una ecuación que describa el comportamiento del sensor. Puede hacerlo de forma

manual o en Excel. Incluya la gráfica en este documento.

Segunda parte. Amplificación (entrega en 1ra semana).

3. Diseñe un circuito amplificador para el rango de voltajes de salida del sensor LM35 (0°C – 90°C) a un

voltaje de 0-10V. Realice la simulación en Proteus. En el informe entregar un screen de la simulación y

gráficas de comprobación.

4. Realice una prueba para verificar que el amplificador funcione correctamente siguiendo los valores de

la tabla 2.

Tabla 2. Amplificación salida LM35

Temperatura Voltaje salida

LM35 Voltaje salida amplificador

Temp ambiente

20°C

30°C

40°C

50°C

60°C

70°C

80°C

90°C

100°C

4.1. ¿Los resultados coinciden con lo calculado? Si no es así revise sus cálculos.

Nota: Es normal que encuentre un pequeño error respecto a sus cálculos debido a que las resistencias

no son de alta precisión, sin embargo, este error es muy pequeño. Si el error es grande, sus cálculos

están incorrectos.

4.2. Realice una gráfica temperatura vs voltaje de salida amplificador. Calcule la ecuación que describe

la gráfica (puede usar Excel).

4.3. Realice una gráfica voltaje de salida LM35 vs voltaje de salida amplificador. Calcule la ecuación que

describe la gráfica (puede usar Excel). ¿la relación es lineal?

Tercera parte. Control de temperatura ON-OFF (entrega en semana 2).

1. Por medio de comparadores diseñados con amplificadores operacionales y relés, realice un circuito

de control que permita activar o desactivar el calentador de agua de acuerdo a una temperatura

solicitada (entre 30°C y 80°C). Realice la simulación en Proteus. En el informe entregar un screen de

la simulación y gráficas de comprobación.

Recuerda que los circuitos comparadores funcionan de acuerdo a un voltaje de referencia. Estos

voltajes de referencia deben ser calculados de acuerdo a la temperatura solicitada. El comparador

recibe la señal del amplificador operacional amplificador.

Se recomienda insertar un filtro RC a la salida del operacional amplificador para evitar variabilidad

en la señal de salida y así múltiples disparos del circuito de control.