sensor de temperatura lm35
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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADASESPE
INSTRUMENTACION Y SENSORES
Práctica de Laboratorio N°1
1. Tema:
Sensor de Temperatura LM35
2. MARCO TEÓRICO
Amplificador Inversor
La ganancia en tensión del amplificador inversor se obtiene analizando el circuito y aplicando las características del AO ideal. Si las corrientes a través de las líneas de entrada son nulas, se cumple
En el OA ideal Vn=Vp. Pero en este caso Vp=0 entonces Vn=0, y por elo, a este nudo se le denomina masa virtual al tener una tensión de 0. Si Vn=0, sustituyendo en la ecuación resulta q la ganancia vale
El término es debido al signo negativo de esta expresión que indica en desfase de 180 entre la entrada y salida. La impedancia de entrada de este circuito es R1.⁰
Amplificador Inversor
El circuito mostrado en la figura, como su propio nombre indica, permite sumar algebraicamente varias señales analógicas. La tensión de salida se expresa en términos de la tensión de entrada como
LM35 (Sensor de Precisión de Temperatura Centígrada)
El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC y un rango que abarca desde -55º a +150ºC.
La salida es lineal y equivale a 10mV/ºC por lo tanto:
1500mV = 150 ºC 250mV = 25ºC -550mV = -55ºC
Disponible en distintos encapsulados (TO-92, TO-46, SO-8, TO-220).
Características
•Calibrado directamente en Celsius.
• Escala de factor lineal.
•Exactitud garantizada 0 5 Exactitud garantizada 0.5 Cº (a +25 C). ⁰
• Rango entre -55º a +150ºC.
•Conveniente para aplicaciones remotas.
• Bajo costo debido al ajuste del wafer-level.
• Opera entre 4 y 30 volts de alimentación.
• Bajo auto-calentamiento.
3. Desarrollo de Formulas y Datos:
Formula sensibilidad LM35: δ=10 mV°C
SI T=20 C entonces ⁰ x=20× 10mV =0.2[V ]
SI T=20 C entonces ⁰ x=25× 10mV =0.25[V ]
SI T=20 C entonces ⁰ x=30× 10mV =0.3[V ]
SI T=20 C entonces ⁰ x=35× 10mV =0.35[V ]
SI T=20 C entonces ⁰ x=40× 10mV =0.4 [V ]
Construimos la Ecuación que generaliza nuestro circuito:
y=mx+b
Donde
m= y 2− y 1x 2−x1
= 5−00,4−0,2
m=25
y=25x+b
Reemplazamos
5=25 (0,4 )+b
b=−5
La ecuación queda de la siguiente manera
y=25x−5
Si x=0.25 [V ]
y=25 (0.25 )−5=1.25[V ]
Si x=0.30 [V ]
y=25 (0.3 )−5=2.5[V ]
Si x=0.35 [V ]
y=25 (0.35 )−5=3.75[V ]
4. Tabla de Datos:
Temperatura X Y20 C⁰ 0.2 [V] 0 [V]25 C⁰ 0.25 [V] 1.25 [V]30 C⁰ 0.3 [V] 2.5 [V]35 C⁰ 0.35 [V] 3.75 [V]40 C⁰ 0.4 [V] 5 [V]
5. Diseño del Circuito:
Tomando en cuenta la fórmula y=25x-5 establecemos que Vi= x; V2=b y Vo2= y
Vo1=−RfRi
Vi A=RfRi
Si A=25 y Ri=10kΩ
25= Rf10 kΩ Entonces Rf=25 (10 kΩ)=250 [kΩ ]
Vo1=−250 k Ω10 kΩ
Vi
Vo1=−25 x
Vo2=−Rf (V 1R1
+V 2R2
+…+VnRn
)
Si V 1=Vo1 yV 2=5 y R1=R2=R3=10 kΩ
Vo2=−10 kΩ(−25 x10kΩ
+ 510kΩ
)
Vo2=−10 kΩ(−25 x10kΩ
+ 510kΩ
)
Vo2=−10 kΩ(−25 x+510kΩ
)
Vo2=−(−25 x+5)
y=25x−5
6. Gráfico del Circuito:
7. Conclusiones y Recomendaciones
Con el uso del amplificador operacional 741 y sus aplicaciones lineales como inversor y sumador inversor logramos diseñar y encontrar la ecuación lineal correcta para el sensor lm35 de acuerdo al rango de temperatura establecido.
Envés del uso de resistencias fijas de cerámica utilizar potenciómetros de precisión para obtener mejor resultados y no exista tanta variación de error.
Conocer el rango de temperatura que soporta la silicona utilizada al realizar las pruebas en agua, para evitar daños en el lm35.
3
26
74 1 5
U2
741
3
26
74 1 5
U3
741
R1
10k
R2
250k
R3
10k
R4
10k
R5
10k
BAT15V
28.0
3
1
VOUT 2
U1
LM35
BAT212V
BAT312V
BAT45V