LM 35-relatorio, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

Baixe LM 35-relatorio e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity!

Sensor de Temperatura utilizando LM 35

Arthur Moura Camargos de Freitas

1. Resumo

Sensores tem como objetivo monitorar valores de variaveis fisicas e transforma

las em sinais eletricos com isto estes experimentos tem como finalidade realizar um

estudo sobre a viabilidade do LM 35 como sensor de temperatura, levando em conta todas as informacoes do fabricante quanto a sua linearidade, se esta condicao for realmente satisfeita os resultados conseguidos devem ser analizados e manipulados, porque a tensao de saida do sinal apresenta valores muito pequenos para que possam ser convertidos em sinais digitais, para que possam ser utilizados em um sistema de controle.

1.3 Introducao

Hoje em dia o mercado oferece diversos tipos de sensores de temperatura, que sao fabricados desde diodos, termsitores semicondutores até mesmo os mais variados tipos de termopares. Porem nenhum deles oferece uma simples forma de medicao, como o circuito integrado “CI” LM 35 do fabricante de dispositivos eletroeletronicos National Semiconductor. A vantagem de se utilizar de um CI para medir temperatura é o fato deste já vir calibrado, dispensando experimentos para verificacao da faixa de atuacao ou mesmo a velocidade de resposta da tesão com a temperatura, como teria de ser feita para se utilizar de componentes como diodos ou termistores.

Mas a principal vantagem do LM 35 sobre os demais sensores calibrados é o fato deste já trabalhar na escala Celsius, pois as maiorias dos sensores de temperatura trabalham na escala absoluta o Kelvin. Dispensando desta forma a subtração de variáveis, quando necessário efetuar a mudança de escalas.

Segundo o fabricante quando alimentado com uma tensão entre 4 e 20 volts este fornece em sua saída um sinal de aproximadamente 10 mV para cada grau Celsius que varia. Ele ainda fornece com exatidão valores da temperatura com variação de ⁰C ou até mesmo ⁰C dentro da faixa de -55 ⁰C a 150 ⁰C. Este sensor tem como característica manter na saída uma baixa impedância, por isso não alterando o valor do sinal de saída.

O sensor LM 35 possui varias tipos de encapsulamentos, o apresentado neste experimento tem o encapsulamento TO-92 como mostrado na figura 1 que é o mais simples, porque possui apenas uma alimentação, terra e o sinal de saída, também é o tipo amis barato e que garante a mesma exatidão que os demais tipos de encapsulamento. O LM 35 como os demais sensores de temperatura calibrado possui uma constante de tempo necessária para que a temperatura estabilize entre o ambiente e o circuito, no encapsulamento TO-92 este tempo é de aproximadamente 16 segundos.

Figura 1 – LM 35 encapsulamento TO-

merculhados em uma garrafa termica contendo agua e um aquecedor como

mostra a figura 2.

Figura 2 – Circuito com sensor de temperatura Lm 35

Para se coletar dados com o memor grau de erro, cada temperatura medida foi anotada após quarenta segundos, para qarantir que o sensor equiparace a temperatura com a aqua aquecida da garrafa a temperatura ambiente durante a medicao era de 31 C.

2.3 Relacao tensao e temperatura com uma temperatura ambiente diferente

O segundo experimento foi realizados com os mesmos tres sensores tambem com alimentacao de cinco volts, mas agora com uma temperatura ambiente de 28 C, descartando valores de temperatura abaixo de 10 C e com tres termopares digitais para medirem a temperatura da agua contida na garrafa termica.

3. Resultados e Conclusão

O grafico 1 mostra os resultados colhidos na primeira fase dos testes com o sensor Lm 35. Como o grafico mostra em temperaturas muito pequenas o circuito não tem um comprotamento linear não obedecendo as expecificacoes do fabricante e após 40 C o sensor a relacao temperatura e tensao deixa de ser linear mas este possivel erro pode ter sido causado pela temperatura alta quando o teste foi realizado.

Grafico 1 – Grafico da tensao em funcao da temperatura

Com o descarte de temperaturas baixas e com uma temperatura ambiente menor do que a realizado no primeiro esperimento o sensor Lm 35 obteve uma relacao direta entre tensao e temperatura obedecendo as expecificacoes do fabricante onde cada um grau que varia no chip ele aumenta em dez milivolts o sinal de saida, como mostra o grafico 2.

Grafico 2 – Grafico da tensao em funcao da temperatura

Um possivel erro que segundo seu datasheet ele mantem uma acuracia de 0,5 C ate uma temperatura ambiente de 25 C o que provavelmente gerou um erro no primeiro experimento mudando a inclinacao da reta no grafico 1.

Bibliografia

[1] http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/f/0cku8y3ysqfxcj7j6gur7xljur3y.pdf