COmparacion ràpida de dos temperaturas

[becman]

Hola.

Estoy llevando a cabo el diseño de un circuito para comparar la temperatura de dos puntos de un mismo objeto, situados a 10 cm uno de otro.
He utilizado circuitos bàsicos con el LM335, pero al ser muy similares los dos valores se requiere un tiempo excesivamente largo para alcanzar la medida adecuada, màs de 5 seg). Por otro lado, como los puntos varìan de lugar, es necesario correr los sensores y eso hace que la temperatura de los mismos baje tendiendo a la temperatura ambiente.
Los rangos de temperatura del objeto varìan entre los 20 y los 40ºC Les agradezco a los integrantes del foro que tengan ganas de tenderme una idea, cualquiera que se les ocurra.

 

[cosmefulanito04]

Pensa que los taos termicos son importante (tiempo de establecimiento), si hay una variacion de temperatura, hasta que lo veas dependera del coeficiente de conduccion termica que tenga el material que estas midiendo, ademas del coeficiente del propio sensor.

Esos tiempo de establecimientos tan malos no me parecen, proba cambiando el material que estas midiendo y fijate si toma mas o menos tiempo.

Por ej. un material de cobre deberia tener un tao menor que uno de aluminio, pero mayor que uno de plata:

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/tb03_conductividad.php

 

[becman]

Gracias por tu respuesta.
Coincido con tu planteo, pero el problema más difícil de resolver es el de la similitud de ambos valores de temperatura. Separando los parámetros comunes (material, sensor, etc. ) queda la diferencia entre ambos valores. Suponiendo una diferencia de 0,5ºC entre los dos puntos tendríamos una diferencia de 5mV entre ambos sensores, pero solamente una vez que se estabilizaron. La cosa es determinar en qué momento y de qué forma se establece esa diferencia. No interesa el valor absoluto de la medición (no hace falta saber a qué temperatura está cada punto) si no saber cuál de los dos puntos está más frío que el otro. Los encapsulado en los que está contenido los LM335 son idénticos asi que no debiera haber variaciones entre uno y otro.
Hasta ahora he usado OP pero sin demasiada suerte dado que el ruido enmascara la señal que entregan los LM335. La fuente de alimentación está hecha con batería asi que no es ese el origen. Gracias a quien quiera darme una mano màs. Saludos a todos

 

[Fogonazo]

Considerando que no te interesan los valores de temperatura.
¿ Por que no emplear 2 termistores dentro de un puente de Wheatstone ?

Los termistores gota o mini-gota tienen una maza muy baja y consecuentemente baja inercia térmica.

 

[cosmefulanito04]

Con 335 deberias antes adaptar la salida con algun operacional, para ver las variaciones en una mayor escala, por ej. una configuracion instrumental que te tire bien esa diferencia.

 

[becman]

Gracias a ambos

No he probado con termistores. Voy a hacerlo para ver què pasa.
Hice a la salida del LM335 un OP con ganancia 10 usando un LM308 que tiene una alta impedancia de entrada. El tema me parece que es debido a que si quiero registrar una diferencia de temperatura de 0,5ºC la diferencia de tensiones entre ambos sensores serìa de 5mV. Ahora bien: ¿cuàndo se establece dicha diferencia? ¿En què momento se puede decir mediante este mecanismo que la diferencia de 5mV corresponde a una diferencia de de temperatura como la mencionada?
Me gustarìa saber què piensan de hacer èsto con un micro usando las entradas AD, o algùn AD con entrada multiplexada. Gracias por las sugerencias que puedan hacerme

 

[cosmefulanito04]

Me genera duda eso de medir una diferencia de 1/2 ºC con ese sensor, sin cometer un error importante de medicion, fijate que en las hojas de datos dice que tiene +/-1ºC de error, osea que tu medicion estaria en ese rango de incertidumbre. Entonces el maximo error que podrias cometer sera de 2ºC, creo que vas a tener que cambiar ese sensor.

Termistores de buena resolucion tenes:

http://www.ussensor.com/prod_inter_std.htm

Asi que la idea que te esta tirando fogonazo es interesante.

 

[becman]

Voy a hacer la prueba con termistores. Ya habìa reparado en el dato que me das del error que da el LM335. Lo que hice fue partir de la suposiciòn que el error no varìa en el rango de mediciòn que llevo a cabo. Si es asì, como a mì no me interesa el valor de la temperatura propiamente dicho sino la diferencia el problema estarìa resuelto. Perdonen que insista pero lo que pude observar al medir es que la diferencia propiamente dicha queda enmascarada al medir y eso parece ser producto del tiempo en el que se realiza la variaciòn tèrmica. Quizàs me equivoco al asumir que el error se mantiene constante dentro del rango de medida (no vi datos en la hoja dle LM335) y eso es lo que me llevò a pensar en utilizar un circuito digital en lugar de uno analògico.

 

[cosmefulanito04]

Las incertidumbres no se restan. Osea si vos sabes que el sensor mide +/-1ºC y tenes 2 sensores y queres obtener la diferencia de sus mediciones, esto estaria mal:

ºT-diferencial=(ºT-Sensor1 +/- 1ºC ) - (ºT-Sensor2 +/- 1ºC )=ºT-Sensor1 - ºT-Sensor2

Lo tenes que pensar asi:

ºT-diferencial=(ºT-Sensor1 +/- 1ºC ) - (ºT-Sensor2 +/- 1ºC )=(ºT-Sensor1 - ºT-Sensor2) +/- 2ºC

Lo cual tiene sentido, vos no tenes forma de garantizar que un sensor no este midiendo +1ºC por arriba y el otro -1ºC por debajo.

Las incertidumbres siempre se suman, aunque esto seria el caso extremo y poco comun, en realidad se hace un estudio mas estadistico.

 

[becman]

Entiendo tu concepto y me parece correcto. En realidad debì haber aclarado que los sensores fueron apareados para dar una curva de respuesta idèntica en todo el rango de medida que mencionè antes. Podrìa decirse que son iguales. Si bien eso no altera que las fòrmuals planteadas son correctas, se puede esperar que si los acoplamientos son iguales la variaciòn de la tensiòn entregada es directamente proporcional a la temperatura del sensor.
Planteàndolo en forma ideal, y suponiendo el uso de dos sensores teòricos, con error de lectura 0, cuàl piensan que podrìa ser la falla del mecanismo de lectura que emplea un OP con bajo offset de entrada y ganancia de tensiòn 10 hecho con un LM308? Gracias

 

[cosmefulanito04]

Entiendo tu concepto y me parece correcto. En realidad debì haber aclarado que los sensores fueron apareados para dar una curva de respuesta idèntica en todo el rango de medida que mencionè antes. Podrìa decirse que son iguales. Si bien eso no altera que las fòrmuals planteadas son correctas, se puede esperar que si los acoplamientos son iguales la variaciòn de la tensiòn entregada es directamente proporcional a la temperatura del sensor.
Planteàndolo en forma ideal, y suponiendo el uso de dos sensores teòricos, con error de lectura 0, cuàl piensan que podrìa ser la falla del mecanismo de lectura que emplea un OP con bajo offset de entrada y ganancia de tensiòn 10 hecho con un LM308? Gracias

Usa un amplificador de instrumentacion y dale una buena ganancia (digamos 100), para tener una medicion del orden del Volt. Si usas un 335, ya tenes 2,73v (0ºC), mediante esta configuracion deberias obtener simplemente la diferencia entre ºT1-ºT2 (osea, no te preocupes por ese offset):

Donde la ganancia la obtenes asi:

Fijate, yo te digo 100, para tener 1V de indicacion a la salida ante una diferencia de 1ºC, pero dependera de las fuentes que uses. Y como queres medir 1/2ºC, tal vez te conviene incluso darle mas ganancia, ej. 200.

 

[becman]

Gracias por todas las sugerencias. Mañana ya comienzo a probarlas todas. Quedo abierto a recibir màs si las hay. Saludos a todos

 

[becman]

He hecho las pruebas con los termistores, un amplificador de instrumentación AD620 y un micro que se ocupa de evaluar el signo del gradiente de temperatura y funcionó perfecto. Gracias a todos