Disciplina Instrumentação Eletrônica - TE149
Trabalho sobre Transdutores
SENSOR DE TEMPERATURA - MODELO LM35 - NATIONAL
Aluno: Daniel Marino Pereira Lima
E-mail: bidu.daniel@gmail.com">bidu.daniel@gmail.com
GRR 20024758
Sensores de temperatura se compreendem entre os mais simples, como o termômetro de mercúrio (utilizado para medir temperatura corporal), até termômetros que utilizam semicondutores em sua construção, como o LM35. Usamos sensores de temperatura para o controle de muitos processos industriais ou comerciais. Neste trabalho serão mostradas algumas características gerais sobre o sensor de temperatura semicondutor na forma de circuito integrado LM35, fabricado pela National Semiconductor.
O sensor de temperatura semicondutor na forma de circuito integrado fornece normalmente uma saída de tensão proporcional a temperatura absoluta que age sobre ele, este tipo de sensor de temperatura é um regulador temperatura de -55 a 150 °C.
Figura 1 - Diagrama de Conexão [2]
3 CARACTERÍSTICAS DO LM35
Calibrado diretamente em ºC.
Linear + 10,0 mV/ºC
0,5 ºC de precisão
Alcance de -55 ºC a 150 ºC
Satisfatório para aplicações distantes
Opera entre 4 a 30 volts
Corrente de dreno menor que 60 uA
Não linearidade típica de ±¼ ºC
Baixa impedância de saída 0,1 ohm para carga de 1mA
A série LM35 são sensores de temperatura de precisão cuja voltagem produzida é linearmente proporcional ao Celsius (ºC). O LM35 têm uma vantagem em relação aos outros sensores de temperatura lineares calibrados em Kelvim, o usuário não precisa subtrair uma grande voltagem constante e sua saída para obter a escala em graus Celsius conveniente. O LM35 não requer nenhuma calibração externa para obter precisões típicas.
Figura 2 - Características de Performance Típicas [2]
Usamos sensores de temperatura para o controle de processos industriais ou comerciais, como a refrigeração de alimentos e compostos químicos, fornos de fusão (produção de metais e ligas), destilação fracionada (produção de bebidas e derivados de petróleo), usinas nucleares e aquecedores e refrigeradores domésticos (fornos elétricos e microondas, freezers e geladeiras).
Controlar a temperatura é um processo importante necessário para as industrias. É um sistema utilizado em varios setores mas destaca-se em fornos de baixa temperatura, onde tem a propriedade de ativar e desativar o mesmo.
Um exemplo é o controlador de temperatura com o LM35. Neste sistema utilizamos CA 3140, juntamente com um LM35, que é um sensor de temperatura linear, para o primeiro circuito. No segundo circuito utilizamos um CI 741 para comparar as tensões de saída do primeiro circuito com a entrada já no segundo circuito.
Utilizando um amplificador operacional CA3140 foi montado no primeiro circuito, onde sua saída é de 10 milivolts/°C. Utilizando a resistência variável (potênciometro) conseguimos ajustar a saída do circuito para uma faixa aproximadamente de 0 a 2,5volt, ou seja, a 0 °C a saída apresentará aproximadamente 0 volt e a 100 °C 2,5 volt.
O segundo circuito esta ligado ao primeiro. Utilizando CI 741 que atua como um comparador de tensão, compara as tensões. Ajustando a temperatura desejada no potenciômetro do segundo circuito, inicialmente a tensão sera maior nesta entrada do CI 741, assim liberando uma tensão de 9 volts, para o relé, fazendo-o acender a lâmpada 150w, que simulara a temperatura de um forno por exemplo.
Com o aquecimento da lâmpada, seu aquecimento agira sob o sensor LM 35. Fará com que o primeiro circuito aumente a tensão na outra entrada do CI 741. Quando essa tensão for maior do que a outra, significa que o sensor atingiu a temperatura desejada, passará –9 volts, que será contida pelo diodo. Assim desligando a lâmpada, (ou o sistema de aquecimento de um forno).
Figura 3 - Circuito 1 [3]
Figura 3 - Circuito 2 [3]
O sensor de temperatura LM35, possui uma ótima linearidade, assim sendo facilmente a sua manipulação. Não necessita de calibração. Possui uma corrente muito baixa, o que: evita o rápido descarregamento da fonte(baterias), evita o auto-aquecimento. Possui uma grande versatilidade (variadas aplicações). Também com um sistema simples e barato (preço: R$ 12,00 [4]) pode ser utilizado para controlar temperaturas de fornos como por exemplo.
[1] WERNECK, Marcelo Martins. Transdutores e Interfaces - Livros Técnicos e Científicos Editora;
[2] National - Datasheet do fabricante – FM35 - http://cache.national.com/ds/LM/LM150.pdf - Acesso em março/2007.
[3] Aplicação - Controlador de Temperatura com LM35 - http://www.ucs.br/ccet/demc/vjbrusam/inst/termostato1.pdf - Acesso em março/2007.
[4] Exemplo de preço - http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-54300816-sensor-de-temperatura-lm35-ideal-para-microcontrolador-pic-_JM - Acesso em março/2007.