Prctica 1: Convertidores Voltaje-Corriente y Corriente-Voltaje

IntroduccinEn la siguiente prctica se observara el comportamiento y la configuracin de un sensor de temperatura.En el cual nuestro sensor mediarla temperatura de algn cuerpo o cualquier calor nuestro sensor lo detectara y nos interpretara en voltaje.Marco Terico Termistor:Es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variacin de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. El trmino termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor: NTC (Negative Temperature Coefficient) coeficiente de temperatura negativo PTC (Positive Temperature Coefficient) coeficiente de temperatura positivo (tambin llamado posistor).Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la disminuyen. Desarrollo En esta prctica se tena que determinar la temperatura de un objeto por medio de un sensor de temperatura, donde el voltaje mostrara la temperatura del mismo y el objeto a medir. Por medio de un convertidor corriente-voltaje, debamos generar una aplicacin. En nuestro caso se implement como sensor de temperatura corporal o termmetro. Se utiliz un termistor como sensor de temperatura, que es una resistencia variable respecto a la temperatura de la misma. Cmo ya lo habamos mencionado en el marco terico, existen dos tipos de termistores, el NTC y el PTC. El primero posee un coeficiente negativo que disminuye la resistencia conforme la temperatura incrementa, y la aumenta si la temperatura disminuye. Por el contrario, el segundo, cuyo coeficiente es positivo, aumenta la resistencia conforme la temperatura incrementa y la disminuye si la temperatura disminuye. En principio compramos un termistor NTC 4,7 creyendo de su resistividad oscilara en el orden de los kiloOhms, pero al realizar las mediciones del dispositivo, percibimos que su resistencia variaba en el orden de Ohms con una resistencia aprx, de 6Ohms a 20C.No pudimos utilizar ste dispositivo ya que los clculos los habamos realizado para resistencias del orden de los kiloOhms, as que conseguimos un termistor de apx. 100k a temperatura ambiente.La relacin de cambio del termistor es exponencial por lo que tuvimos q trabajar slo en un rango resistencia-temperatura determinado, fijado entre los 15C y 40C, en el que su razn de cambio se acerca a la tangente, asimilando a una lnea recta. Entonces lo que se toma en cuenta es una lnea tangencial a la exponencial.

Esquemtico 1

Para realizar el sensor de temperatura, se elabor con un amplificador inversor (ver esquemtico 1). Nuestro termistor posee una resistencia de 100k a temperatura ambiente (25C) y se necesita otra resistencia, la de retroalimentacin, que debe ser muy semejante a la resistencia que tenemos en R1 (termistor) en nuestro para que podamos obtener una relacin donde 11V. Vi = Despejamos para obtener el valor de R1R1 = R1 = R1 = 72.800k 73kEsto logra la variacin del voltaje de salida como lo requerimos. Nosotros proporcionamos la resistencia del termistor y tambin el voltaje de entrada, el cual era proporcionado por nuestras hojas de datos y as producir el mejor funcionamiento de nuestro sistema.Una vez ensamblado nuestro circuito y conectado a la fuente, se pudo visualizar en el osciloscopio la temperatura, indicada por el voltaje, de la persona que se pona en contacto con ste. No se produca un cambio instantneo, sino gradual conforme la temperatura del termistor se equilibraba con la del objeto o persona en contacto con el mismo hasta igualarlo casi en su totalidad. Realizamos una simulacin donde la temperatura del termistor fuera idealmente la del cuerpo humano (36.5C) obteniendo una seal de salida de 3.6V (Ver grfica 1).

Grfica 1Conclusiones:Fue una prctica sencilla en teora, ya que bsicamente tuvimos que elegir el termistor a usar, realizar clculos simples, e identificar las diferencias.Dependiendo del sensor, su razn de cambio y velocidad de equilibrio trmico puede ser mejor o de mayor utilidad dependiendo de la aplicacin que se le quiera dar.Un mtodo sencillo para probar este circuito, es colocarlo en un espacio cerrado y con baja conductividad trmica, como una caja de cartn, e ingresar aire caliente con una secadora mediante un orificio y cuando nuestro sistema llegue a un punto o lmites establecidos (usando un comparador de ventana), encienda un led con el cual podemos visualizar si la temperatura del sistema es la adecuada, alta o baja.As como este que se acaba de mencionar existen muchos sistemas en los cuales puedes llegar a utilizar esta prctica que se acaba de realizar.Bibliografa y Cibergrafa: Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales, F. Coughlin Robert y F. Driscoll Frederick, 5. Edicin.