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Esta es una sencilla práctica de laboratorio para adquirir temperaturas con termistores.
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UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones
Práctica de Instrumentación Virtual
www.practicasenlabview.blogspot.com 1
INFORME DE LABORATORIO 2:
“TERMISTORES”
[Byron Ganazhapa] www.practicasenlabview.blogspot.com
Fecha: 25/05/2012
Loja – Ecuador
UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones
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1. MEDICION DE TEMPERATURA: TERMISTORES PROBLEMA Diseñar un circuito con Voltaje de salida lineal a la temperatura con un sensor de temperatura TTC103.
Parámetro Valor
Rango de medición 25 °C a 45°C
Máximo error permitido 1°C
Rango de Voltaje de Salida del circuito
de acondicionamiento
0 V a 10 V
Resolución mínima 0.01 °C
Diseñar el circuito para fuentes de alimentación disponibles por el ELVIS
2. PROCEDIMIENTO MATEMATICO Datos del problema Resistencia térmica de la NTC a 25 °C, Factor de dispersión del termistor, Potencia máxima disipada,
(
)
(
) (
)
(
) (
)
Linealidad del sensor
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Fig. 1 Linealidad del sensor de temperatura.
(
)
(
)
Fuente de alimentación limitada por la potencia máxima que puede disipar la NTC:
Vcc
RT
RVR
Fig. 2 Circuito de alimentación del sensor NTC TTC-103.
( )
( ) ( )
(
) ( )
(
⁄ )
√
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√ ( ) ( )
Pendiente de la curva lineal.
(
)
(
( ) )
Voltaje de medida.
( ) ( )
( )
( )
( )
Acondicionamiento de señal
Tabla 1 Acondicionamiento de voltajes
Ecuación de Instrumentación:
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Fig. 3 Acondicionamiento de la salida de entada y salida.
( )
( )
Amplificador de Instrumentación:
R R
R R
2R
2R
Rg V01
V1
V2
AO1
AO2
AO3
-
+
-
+
-
+
15 V
15 V
15 V
-15 V
-15 V
-15 V
VREFERENCIA
Fig. 4 Circuito de acondicionamiento de señales con un amplificador de instrumentación AD6620AN
(
) ( )
(
) ( )
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Nota: El producto de la ganancia del amplificador de instrumentación y el voltaje de alimentación son mayores que el voltaje nominal de saturación, generalmente este voltaje es de , y, el voltaje de referencia comprendida entre por lo que se operará en voltajes inferiores a estos.
( )
( ) }
( )
(
)
Ra Rf
V0AO3
-
+
-15 V
15 V
V01
Fig. 5 Circuito de amplificación de voltajes
(
)
(
)
( )
( )
Ecuación de Software:
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( )
3. SIMULACIONES
Fig. 6 Circuito de simulación a temperaturas dadas.
Para Temperaturas de
(
)
(
) (
)
U1
AD620AN
3
2
6
7 1 8
54
U2A
TL072ACD
3
2
4
8
1
VBB
15V
VDD-15V
VEE15V
VSS
-15V
R4.7kΩ
Rg
81.6kΩ
Rf
9.24kΩ
Ra
1kΩ
Vcc
2.92 V
R58.9kΩ
U3
DC 10MOhm
9.992 V
+ -
R610kΩ
R77.2kΩ
R88.3kΩ
V_Referencia
-1.5V
R95.8kΩ
R106.5kΩ
R125.6kΩ
R114.8kΩ
R134.2kΩ
J1
25°C 27.5°C 29.°C 32.3°C 34.6°C 37.5°C 38.3°C 42°C 45°C
SENSOR TTC103
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Date:
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Revision:
Size:
LABORATORIO_2 Medicion de Temparatura con el TTC-103
Byron, Ricardo 0001
2012-05-20
1 2
1.0
A
Desc.:
Electronics Workbench801-111 Peter StreetToronto, ON M5V 2H1(416) 977-5550
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Fig. 7 Simulación del circuito a 25 °C
Para Temperaturas de
(
)
(
) (
)
Fig. 8 Simulación del circuito a 27.5 °C
Para Temperaturas de
(
)
(
) (
)
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Fig. 9 Simulación del circuito a 29 °C
Para Temperaturas de
(
)
(
) (
)
Fig. 10 Simulación del circuito a 32.3 °C
Para Temperaturas de
(
)
(
) (
)
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Fig. 11 Simulación del circuito a 34.6 °C
Para Temperaturas de
(
)
(
) (
)
Fig. 12 Simulación del circuito a 37.5 °C
Para Temperaturas de
(
)
(
) (
)
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Fig. 13 Simulación del circuito a 38.3 °C
Para Temperaturas de
(
)
(
) (
)
Fig. 14 Simulación del circuito a 42 °C
Para Temperaturas de
(
)
(
) (
)
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Fig. 15 Simulación del circuito a 45 °C
Tabla 2 Tabla comparativa de voltajes de salida analíticos y simulados.
Temperatura Voltaje de salida analítica Voltaje de salida simulada
4. IMPLEMENTACION REAL
Tabla 3 Tabla comparativa de temperaturas medidas y de referencia.
Temperatura en el
multímetro (DT-5808)
Voltaje de entrada a la DAQ
(interfaz NI-ELVIS)
Temperatura en el
Software LabVIEW
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Resultados
Tabla 4 Tabla de errores.
Temperatura Valores Calculados
Valores Medidos
Error % Error
0.005 V 0.0998 V
1.244 V 1.2545 V
1.994 V 2.0153 V
3.643 V 3.6381 V
4.795 V 4.8058 V
6.242 V 6.2617 V
6.642 V 6.6684 V
8.49 V 8.5054 V
9.99 V 10.068 V
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5. LINEALIDAD Y EXACTITUD DEL SISTEMA LINEALIDAD:
∑ (∑ )(∑ )
∑ (∑ )
( ) ( )( )
( )
(∑ )(∑
) (∑ )(∑ )
∑ (∑ )
( )( ) ( )( )
( )
|
|
|
|
Error de linealidad
Fig. 16 Análisis de linealidad.
EXACTITUD:
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| |
| |
6. MEDICIONES PARA UNA TEMPERATURA ESTABLE, EN EL SOFTWARE Y EN EL INSTRUMENTO DE REFERENCIA:
Tabla 5 Tabla comparativa de valores medidos y de referencia a una temperatura estable.
Temperatura en el multímetro
(DT-5808)
Temperatura en el Software
LabVIEW
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7. INCERTIDUMBRE DEL SISTEMA IMPLEMENTADO.
∑
La varianza experimental
∑( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
En numero de mediciones es menor que 10, la incertidumbre de las mediciones se obtiene al multiplicar un factor de corrección por el valor de la varianza.
√
(√ )
Incertidumbre de la interfaz de lectura: Resolución mínima de 0.01 ºC
√
√
Incertidumbre del instrumento de referencia del rango de 34 °C es 0.34 °C para un nivel de confianza del 95%, k=2:
Incertidumbre total del sistema:
√
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√
La incertidumbre expandida del sistema para un nivel de confianza del 95% (k=2),
Multímetro DT_5808
Termistor
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