LM 35: circuito con amplificador operacional

La temperatura es la variable física que más frecuentemente se busca monitorear y controlar dentro de las diferentes etapas de los procesos industriales. Con este circuito, podemos medir temperaturas comprendidas entre -55 y 150°C con alto grado de resolución, muy estable y muy buena linealidad lo que lo hace adecuado para procesos industriales de termoformado, sellado, empaque, corte, inyección de plásticos, alimentos, transporte de los mismos entre otros procesos. Básicamente usa un sensor de temperatura LM35 y este circuito requiere de una fuente dual de +/- 9 volts y ofrece dos salidas con referencia a tierra y una función de transferencia de 10 mV *°C. una de ellas entrega un voltaje entre -0.5V a 1.5V adecuado para ser leido directamente por un medidor digital de propósito general, o sistemas de indicación por display LCD implementando ADC o microcontrolador. Además de ello posee otra salida que varía entre 0 y 5 volts y puede ser leida desde un computador portátil.

DIAGRAMA DE BLOQUES DEL SISTEMA

LM35: circuito con amplificadores operacionales

En este diagrama de bloques presentamos de manera general sus partes. podemos ver el sensor, los seguidores de tensión, la referencia de voltaje, el sumador, un amplificador y además de ello lleva unos indicadores led. el voltaje proviene de un sensor lm35 que está calibrado en 10mV°C y este puede ser positivo o negativo de acuerdo a la temperatura medida.

Esto se logra con la resistencia R1 que se conecta entre -Vs y la salida del sensor Vo. Para obtener la primera salida del módulo Vo1, el sensor se acopla por medio del seguidor de tensión.

De esta manera, se obtiene una salida que cambia entre -0.55 y 1.5 Volts en función de la temperatura y que puede ser directamente leida por un medidor digital.

Para obtener la segunda salida V02 se usa un zener integrado como referencia de voltaje, un trimmer para ajuste fino y otro seguidor de voltaje que acopla con óptimas características de impedancia el voltaje de referencia a una de las entradas del sumador no inversor de ganancia unitaria.

Este ultimo se implementó usando un promediador pasivo de dos entradas que consta de dos resistencias iguales y los voltajes que van a sumarse que son Vref y Vt y un amplificador con ganancia 2 formado por el amplificador operacional y un par de resistencias. con este circuito, la salida Vo2 que se obtiene es la suma de los voltajes de referencia y del sensor.

Con el propósito de que la señal obtenida pueda ser leida desde un computador a través de una tarjeta de adquisición de datos, el voltaje de referencia que se espera en la salida Vo2 cuando el sensor entrega 0°C puede ser modificado entre cero y 2.5 volts por el potenciómetro.

Este módulo sensor de temperatura incluye dos diodos leds D1 y D2 cuya intensidad aumenta o disminuye en proporción con la temperatura que se está midiendo.

Para ello un amplificador operacional se configura como no inversor de ganancia 5.7.

Su función es elevar el voltaje de salida del sensor y alimentar a los LEDS. evitando que por una de las resistencias, que para la salida no exceda corrientes de 10 mA.

SENSOR DE TEMPERATURA.

El corazón del módulo de temperatura es el sensor LM35 Cuya precisión depende de la respuesta de nuestro modulo y la temperatura que se efectúe.

MATERIALES.

resistencia de 180k

resistencia de 47k

5 resistencias de 10k

1 resistencia de 680 ohms

1 resistencia de 5.1k

1 trimmer de 10k

2 circuitos integrados LF353

1 LM336

1 sensor de temperatura LM35