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INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD MADERO

Metal-Mecnica

Ingeniera Mecnica

Laboratorio de circuitos hidrulicos y mecnicos

Practica 4: Sensor de Temperatura

Villa Melndez Marco Polo

Moreno Revuelta Juan Manuel

Torres Gomez Jos Antonio

Castillo Flores Ulises

M.C. Marcela Castillo Jurez

Fecha de realizacin: 28 de Febrero del 2014

Fecha de entrega: 2 de Marzo del 2014

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ndice

ndice.......2

Objetivos.....3

Consideraciones Tericas.....3

Desarrollo..10

Material y/o equipo..10

Procedimiento..10

Resultados....11

Observaciones.14

Conclusiones....14

Bibliografa....14

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Objetivo

Conocer el funcionamiento y respuesta elctrica del sensor de temperatura

LM35 utilizando un amplificador LM358. Utilizando una fuente de

alimentacin de 24 v regulado por un integrado LM317

Consideraciones tericas

Integrado LM317

El LM317 es un regulador de tensin ajustable de tres terminales, capaz de suministrar en

condiciones normales 1.5 A, en un rango que va desde 1,2 hasta 37 Voltios. Es uno de los

primeros reguladores ajustables de la historia; el primero que sali fue el LM117, y ms

tarde el LM137 el cual tena una salida negativa; despus le sigui el LM317 siendo

notablemente popular.

Diagrama de conexin

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Datasheet LM317

Sensor de temperatura LM35

El LM35 es un sensor de temperatura integrado de precisin, cuya tensin de salida es

linealmente proporcional a temperatura en C (grados centgrados). El LM35 por lo tanto

tiene una ventaja sobre los sensores de temperatura lineal calibrada en grados Kelvin:

que el usuario no est obligado a restar una gran tensin constante para obtener grados

centgrados. El LM35 no requiere ninguna calibracin externa o ajuste para proporcionar

una precisin tpica de 1.4 C a temperatura ambiente y 3.4 C a lo largo de su rango

de temperatura (de -55 a 150 C). El dispositivo se ajusta y calibra durante el proceso de

produccin. La baja impedancia de salida, la salida lineal y la precisa calibracin

inherente, permiten la creacin de circuitos de lectura o control especialmente sencillos.+

El LM35 puede funcionar con alimentacin simple o alimentacin doble (+ y -)

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Requiere slo 60 A para alimentarse, y bajo factor de auto-calentamiento, menos de 0,1

C en aire esttico. El LM35 est preparado para trabajar en una gama de temperaturas

que abarca desde los- 55 C bajo cero a 150 C, mientras que el LM35C est preparado

para trabajar entre -40 C y 110 C (con mayor precisin).

Caractersticas

Calibrado directamente en grados Celsius (Centgrados)

Factor de escala lineal de +10 mV / C

0,5C de precisin a +25 C

Rango de trabajo: -55 C a +150 C

Apropiado para aplicaciones remotas

Bajo coste

Funciona con alimentaciones entre 4V y 30V

Menos de 60 A de consumo

Bajo auto-calentamiento (0,08 C en aire esttico)

Baja impedancia de salida, 0,1W para cargas de 1mA

Diagrama de conexin

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Datasheet LM35

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Amplificador operacional doble de baja potencia (LM358)

La serie LM158 consta de dos amplificadores operacionales independientes, de alta

ganancia, y frecuencia interna compensada. Diseado especficamente para operar con

una sola fuente de alimentacin en una amplia gama de voltajes. Aunque tambin es

posible utilizarlo con una fuente de alimentacin doble. El consumo (fuga) de corriente del

componente es bajo e independiente de la magnitud de la tensin de alimentacin.

Las reas de aplicacin incluyen amplificadores, bloques de ganancia de corriente

continua y circuitos convencionales con amplificador operacional (amplificadores

inversores, sumadores, integradores... etc.). Los cuales son ms fciles de implementar

gracias a la utilizacin de una fuente de alimentacin simple. Por ejemplo, la serie LM158

puede funcionar directamente con una tensin de 5V de alimentacin, en sistemas

digitales y proporcionar la interfaz electrnica necesaria sin una fuente de alimentacin

adicional de 15V.

Caractersticas particulares

Trabajando en la zona lineal, el rango de tensin de entrada en modo comn

incluye masa. Y la tensin de salida tambin puede aproximarse a masa, incluso

cuando se trabaja con alimentacin simple.

La ganancia de frecuencia unitaria est compensada con la temperatura.

La intensidad de polarizacin de entrada (Input bias current) est tambin

compensada con la temperatura.

Ventajas

Se elimina la necesidad de fuentes de alimentacin dobles.

Dos amplificadores operacionales en un solo componente.

Permite entradas cercanas a GND (masa) y la tensin de salida tambin llega

GND.

Bajo consumo de energia, apropiado para funcionar a bateras.

La distribucin de los pines es igual que en los amplicadores operacionales dobles

LM1558 y LM1458.

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Caractersticas

Internamente compensado en frecuencia para ganancia unidad.

Alta ganancia en DC: 100 dB.

Gran ancho de banda (ganacia unidad) 1MHz (compensada con la temperatura).

Alto rango de alimentacin:

Alimentacin simple: entre 3V y 32V

Alimentacin doble: entre +/- 1,5V y +/- 16V

Consumo de corriente muy bajo (500 A) independiente de la alimentacin.

Bajo offset de voltaje de entrada (2mV).

El rango de voltaje de entrada en modo comn incluye masa.

El rango de voltaje diferencial en la entrada es igual al voltaje de alimentacin.

Excursin mxima del voltaje de salida: desde 0V hasta V+ - 1,5V .

Diagrama de conexin

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Datasheet LM358

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Medidas de seguridad y orden

Seguir las indicaciones del reglamento interno del laboratorio de ingeniera

mecnica, especficamente aquellas que hacen hincapi en el uso de

zapato cerrado.

No introducir mochilas al laboratorio a utilizar

No introducir bebidas ni alimentos.

Materiales y equipos a utilizar

Fuente de alimentacin.

Integrado LM317

2 Potenciometros 100k

2 capacitores 1F

Capacitor 100nF

Resistencia 150k

Diodo serie 4000

Resistencia 1k

Led

Sensor LM35.

Integrado LM358

Resistencia 10k

Protoboard

Multimetro.

Procedimiento

1) Realizamos el regulador de nuestra fuente que servir como alimentacin

al sensor de temperatura con el LM35 siguiendo el diagrama de la figura 1.

Siendo nuestro variador de voltaje un potencimetro de 100k, el diodo

pertenece a la serie 4000, Vin es un voltaje de entrada de 24V y Vout un

voltaje de salida de 12V.

2) Conectamos nuestra fuente de 24V al variador de voltaje y verificar que

nuestra salida de voltaje sea de 12V ajustndola con ayuda del

potencimetro.

3) Conectar el LM35 como se muestra en la figura 2, donde R1 es una

resistencia de 10k, R2 es una resistencia de 90k siendo esta sustituida

por un potencimetro de 100k, Vc es un voltaje de entrada de 12V. Para

probarlo si la temperatura ambiente es de 25C, el voltaje a su salida (en

R1) debe andar alrededor de 0.25V. Tocarlo con la mano y ver que el

voltaje que se obtiene es de alrededor de 0.32V.

4) Colocar el multmetro en el rango de 20V en la salida de voltaje del sensor

LM35 (terminal central) y a tierra, este servir como referencia de

temperatura en base a su respuesta electrica.

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5) Comparar el voltaje obtenido anteriormente con el obtenido al realizar la

medicin a la salida de voltaje del LM358 (terminal 1) respecto a tierra, la

cual tiene que ser el mismo voltaje del sensor LM35 multiplicado x10.

6) Si la medicin anterior no resulta de esa manera calibrar la salida de voltaje

del LM358 mediante el potencimetro.

7) Mediante la ayuda de un encendedor de gas calentar el sensor de

temperatura y realizar mediciones de respuesta elctrica del sensor con

respecto a la temperatura hasta alcanzar la mxima temperatura que se

pueda lograr y compararlo con la respuesta a temperaturas de diversos

objetos.

Resultados

Figura 1. Diagrama regulador de voltaje

Figura 2. Diagrama sensor de temperatura

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Figura 3. Circuito regulador de voltaje Figura 4. Sensor de temperatura

Figura 5y 6. Sensor de temperatura ya alimentado y medicin de voltaje en el LM35

Figura 7. Medicion en LM318 de

temperatura ambiente

Figura 8. Lectura de voltaje obtenida

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Figura 10. Medicion de voltaje obtenida Figura 9. Medicion de temperatura de una

botella con agua fria

Figura 11. Evidencia de terminacin satisfactoria de la practica

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Observaciones

En un principio se planeo la practica con la utilizacin de un integrado LM741 pero ya que

este necesita dos fuentes de voltaje se cambio por un LM358. Al calibrar el circuito del

sensor, un solo potencimetro no fue suficiente para ajustarlo asi que se decidio colocar

tres de los cuales solo dos fueron utilizados.

Conclusiones

Para obtener el voltaje necesario de amplificacin debemos ser cuidadosos con el

valor de la resistencia que vamos a utilizar, ya que de estas depende que el

circuito realice un desempeo correcto y poder obtener lecturas coherentes.

BIBLIOGRAFIA

http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M/3/1/LM317.shtml

http://electronica.webcindario.com/tutoriales/fuentes14.htm

http://electronica.webcindario.com/componentes/lm358.htm

http://electronica.webcindario.com/componentes/lm358.htm