lab6.sensor lm35 y termocupla phyme

7/22/2019 Lab6.Sensor LM35 y Termocupla PHYME.

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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGA Y MECNICA.

CARRERA DE MECATRNICA

ASIGNATURA: LABORATORIO DE INSTRUMENTACIN MECATRNICA.

INFORME DE LABORATORIO N6

Tema: Funcionamiento y acondicionamiento de seal para un sensor LM35 y diferencias conuna termocupla PHYWE.

INTEGRANTES:

auay Diego.

Sarango Diana.

Sosa Estefana.

PROFESOR

Ing. Manzano Ricardo.

Sangolqui.

07 de junio de 2013.


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NDICE GENERAL.

OBJETIVOS. ........................................................... ................................................................. .................. 3

a. Objetivo General. ...................................................... ................................................................. ....... 3

b. Objetivos Especficos. .......................................................... ............................................................. 3

TEORA. ....................................................... ................................................................. ............................. 3

1. Temperatura. ............................................................. ................................................................. ....... 3

2. Sensores de medicin de temperatura. ............................................................. ............................. 3

2.1. Termocuplas. ............................................................... ............................................................. 3

2.2. Sensor LM35. ............................................................... ............................................................. 3

2.2.1. Caractersticas del LM35. ....................................................... ........................................ 4

EQUIPO NECESARIO. ........................................................................................................................... 4

PROCEDIMIENTO. ......................................................... ................................................................. ....... 4

ANLISIS DE RESULTADOS. ................................................ ............................................................. 51. Indique como calibrara su sistema de medicin con el LM35 comparndolo con los datosobtenidos en la termocupla. ........................................................ ............................................................. 5

2. Indique las diferencias que se observa entre una termocupla y un LM35. ............................... 7

CONCLUSIONES. ................................................................................................................................... 8

RECOMENDACIONES. ............................................................ ............................................................. 8

REFERENCIAS. ........................................................................... ............................................................. 8

NDICE DE FIGURAS

Figura1. Diagrama comn de una Termocuplas. ................................................................ .................. 3

Figura2. Grfica obtenida en el simulador de la termocupla. ............................................................. 5

Figura3. Grfico comparativo entre el sensor LM35 y la termocupla. ............................................... 6

Figura4. Grfica Temperatura vs. Tiempo entre el LM35 y la termocupla. ....................................... 6

NDICE DE TABLAS.

Tabla1. Datos obtenidos en la prctica. ................................................................................ .................. 5


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OBJETIVOS.

a. Objetivo General.Realizar un estudio de dos tipos de sensores utilizados para medir temperatura; mediante el

anlisis de los dos sensores al mismo tiempo y para de esta manera saber quien reacciona msrpido al momento de medir temperatura; ya que el saber esto es muy importante para elegir elsensor correcto.

b. Objetivos Especficos. Conocer el funcionamiento de un sensor LM35 y sus aplicaciones en la industria. Entender el diseo, operacin y funcionamiento de los dispositivos de medicin de

temperatura.

TEORA.

1. Temperatura.La temperatura fsicamente es una magnitud escalar relacionada con la energa interna de unsistema termodinmico, ms especficamente, est relacionada directamente con la parte de laenerga interna conocida como energa sensible, que es la energa asociada a los movimientosde las partculas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma devibraciones. A medida que es mayor la energa sensible de un sistema se observa que est mscaliente, es decir, que su temperatura es mayor.

2. Sensores de medicin de temperatura.2.1.Termocuplas.Estos son sensores de temperatura muy comunes en la industria. Una Termocuplas se hacecon dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Alaplicar temperatura en la unin de los metales se genera un voltaje muy pequeo (efectoSeeback) del orden de los mili voltios el cual aumenta con la temperatura.

Figura1. Diagrama comn de una Termocuplas.

2.2.Sensor LM35.Es un sensor de temperatura con una precisin calibrada de 1C. Puede medir temperaturasen el rango que abarca desde -55 a 150C.

La salida es muy lineal y cada grado centgrado equivale a 10mV en la salida.


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2.2.1. Caractersticas del LM35.Sus caractersticas ms relevantes son:

Precisin de 1.5C (peor caso), 0.5Cgarantizados a 25C.

No linealidad de 0.5C (peor caso). Baja corriente de alimentacin (60uA). Amplio rango de funcionamiento (desde -55 a 150C). Bajo costo. Baja impedancia elctrica de salida.

Su tensin de salida es proporcional a la temperatura, en la escala Celsius. No necesitacalibracin externa y es de bajo costo. Funciona en el rango de alimentacin comprendidoentre 4 y 30V.

Como ventaja adicional, el LM35 no requiere de circuitos adicionales para su calibracinexterna cuando se desea obtener una precisin del orden de 0.25C a temperatura

ambiente, y 0.75C en un rango de temperatura desde -55 a 150C.

La baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa calibracin inherente haceposible una fcil instalacin en un circuito de control. Debido a su baja corriente dealimentacin (60uA), se produce un efecto de auto calentamiento reducido, menos de 0.1Cen situacin de aire estacionario.

EQUIPO NECESARIO.

Planta de control de temperatura y humedad. Circuito en protoboard con el sensor de temperatura LM35.

Termocupla PHYWE (Ni-Cr-Ni). Mdulo de medida (-200C a 1400C) - thermocouple PHYWE. USB interface PHYCON. Software MEASURE.

PROCEDIMIENTO.

Colocar el sensor LM35 en la planta. Colocar la termocupla PHYWE dentro de la planta. Encender la resistencia elctrica del equipo de prueba. Iniciar la toma de medida de temperatura de acuerdo a la termocupla y observar el valor

del LM35 cada 5 grados centgrados.


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ANLISIS DE RESULTADOS.

Termocupla [C] Sensor LM35 [V]Sensor LM35 [C]

10mV/C Tiempo [s]

30 0,288 28,8 52,5

35 0,329 32,9 5540 0,37 37 60

45 0,42 42 66

50 0,456 45,6 72

55 0,495 49,5 80

60 0,529 52,9 85

65 0,574 57,4 92

70 0,609 60,9 99

75 0,65 65 105

80 0,685 68,5 112

Tabla1. Datos obtenidos en la prctica.

Figura2. Grfica obtenida en el simulador de la termocupla.

1. Indique como calibrara su sistema de medicin con el LM35 comparndolo con losdatos obtenidos en la termocupla.

Como se puede apreciar en las grficas siguientes la diferencia entre las lecturas del LM35 y latermocupla son mnimas al inicio de est, pero conforme va creciendo la temperatura tiende aser notable esa diferencia.


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Al calibrar el sensor LM35 funcionara en un principio, pero como este tipo de sensor no es taneficiente, las lecturas de los datos no seran tan correctas por la inestabilidad del sensor paramedir la temperatura, por eso no es muy recomendado. [1]

Figura3. Grfico comparativo entre el sensor LM35 y la termocupla.

Figura4. Grfica Temperatura vs. Tiempo entre el LM35 y la termocupla.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Temperatura[C]

# de muestra.

Termocupla

LM35

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80 100 120

T[C]

t [s]

Temperatura vs. tiempo

Termocupla.

LM35


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2. Indique las diferencias que se observa entre una termocupla y un LM35.

Cuadro sinptico1. Diferencias entre el sensor LM35 y la termocupla.Fuente: http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_0239_EO.pdf

->Ms comn utilizadoindustrialmente.

->Se hace con dos alambresde distinto material unidosen un extremo.

->Se genera un voltaje muypequeo del orden de los[mV] pero es estable almomento de medir latemperatura. [2]

Termocupla.

->Entrega10 [mV] porcada grado centgrado.

->Necesita un adecuadotratamiento de seal.

->Al trabajar contensiones tan pequeas,cualquier ruido ointerferencia puede hacerque se tome una lectura

errnea.

->Si sobrepasa los 50 [C]los valores no sonprecisos.

LM35.


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CONCLUSIONES.

La utilizacin del sensor de temperatura LM35 resulta efecto debido a su bajo costo, peroen desventaja no es un sensor recomendado para medir a temperaturas demasiadoelevadas.

El LM35 tiene una ventaja en comparacin con la termocupla, en que no necesita de unacalibracin externa al mismo.

Las Termocuplas son importantes dentro de la investigacin cientfica y en la industria,debido a su versatilidad, alta velocidad de respuesta y amplio rango de eso.

Es importante el uso de las Termocuplas, ya que permite elegir los transductores conmayor velocidad de respuesta a los cambio de temperatura, lo cual ayudar a que existeuna mayor precisin en los datos medidos.

Una desventaja de la termocupla es que no es un sensor lineal.

RECOMENDACIONES.

Estudiar el funcionamiento de cada uno de los tipos de sensores para saber cul es mseficiente al momento de medir temperatura; a veces no necesariamente nos debemos basaren el costo sino es cada una de las especificaciones tcnicas de los sensores.

Si se necesita mayor precisin en la lectura de la temperatura, se debe utilizar unatermocupla.

Se debe realizar un correcto acondicionamiento de seal evitando interferencias y ruidospara que no existan lecturas errneas.

REFERENCIAS.

[1]dspace. (02 de 06 de 2013). Obtenido dehttp://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/8780/2/T10849CAP4.pdf

[2]biblioteca.usac. (02 de 06 de 2013). Obtenido dehttp://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_0239_EO.pdf

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