Termómetro para Polímetro
Este es un proyecto muy sencillo, practico y de una sorprendente precisión, Convierte cualquier polímetro en un termómetro de precisión y a un costo muy bajo.
En su momento lo arme par calibrar los termostatos de una heladeras y me ha dado un excelente resultado desde entonces, el diseño no es mío, fue extraído de la revista Elektor
Corno elemento sensor se emplea un diodo de silicio del tipo 1N4148, que es el más común de todos los diodos.
Cuando a través de éste se hace circular una corriente constante, la caída de tensión en el mismo disminuye 2mV por cada grado centígrado que aumenta la temperatura.
La precisión obtenida con este sensor, tan económico, es sorprendente, pudiendo realizarse medidas de temperatura entre -30°C y + 140 ºC
TABLA DE CARACTERÍSTICAS
• Tensión de alimentación: 9 V.
• Consumo de corriente: 5,5 mA.
• Margen de temperatura máximo: -30 °C a 140 °C.
• Margen de temperatura recomendado: - 10 QC a 120 X.
• Precisión (según calibración e instrumento): máx: 0,1 °C.
Descripción de! circuito
Este circuito convierte las variaciones de temperatura en variaciones de tensión, de tal forma que en su salida hay -30mV cuando la temperatura captada es de -30 ºC. y va aumentando proporcionalmente acompañando la temperatura hasta llegar a 140mV cuando la temperatura alcanza los 140 ºC. Estas son las tensiones obtenidas en la salida Si.
Existe otra salida (S2) adicional con tensiones 10 veces superiores.
El hecho de disponer de dos niveles de señal de salida facilita el empleo de diferentes voltímetros para efectuar la lectura de temperatura, sean éstos analógicos, digitales, o bien polímetros empleados como voltímetros.
El amplificador operacional A2 está dispuesto de tal forma que la tensión en su salida es proporcional a la caída de tensión en el diodo producida por efecto de la temperatura.
La siguiente etapa es un amplificador inversor diseñado con el objetivo de que la tensión de salida aumente 1mV por cada grado centígrado de temperatura (salida SI).
Los tres amplificador operacionales que se utilizan pertenecen al circuito integrado LM324 que se alimenta directamente de la pila de 9V pero con el objeto de poder obtener en la salida tensiones negativas cuando la temperatura sea inferior a 0 ºC se necesita una tensión de referencia superior a los 0 V. Hemos elegido para ello 2,5V
A continuación se detalla cómo se consigue esta tensión.
El circuito integrado IC1 es un regulador que proporciona en su salida una tensión estabilizada de 5V.
Mediante el divisor resistivo constituido por R1 y R2 se obtienen los 2,5 V que se aplican al amplificador operacional A1, que está montado como seguidor, con lo cual entrega a su salida la misma tensión que hay en su entrada.
Esta es la referencia de tensión, respecto a la cual se toma la salida.
Montaje
El montaje de este circuito es muy sencillo y está al alcance de cualquier aficionado.
La sonda se construye fácilmente, sin más que soldar dos cablecitos a las patas del diodo, a 1cm del cuerpo del mismo, cortando a continuación los sobrantes de las mismas. Para poder efectuar medidas de temperatura en líquidos, se recomienda pintar las partes metálicas de la sonda con esmalte para uñas, con el fin de lograr un rápido y eficaz aislamiento eléctrico.
Esta capa de laca no deberá ser demasiado gruesa, para facilitar el intercambio de calor entre la sonda y el líquido a medir, con lo cual se evitarán retardos en la medida.
Para temperaturas altas es conveniente utilizar otro tipo de pintura, teniendo siempre en cuenta que no sea conductora de la electricidad.
Medición de temperatura con cualquier polímetro digital
Si el polímetro tiene una escala de 200mV la lectura de temperatura es di¬recta.
En el caso de que la escala sea solamente de 100mV. al sobrepasar los 90 ÜC habrá que cambiar a la escala siguiente (1V) lo cual por ejemplo, en el caso de 110ºC se leerá 0,110 V (esta escala puede utilizarse para valores inferiores, teniendo en cuenta la posición del punto decimal).
Lo expuesto anteriormente es para la salida S1, la otra salida (S2) entregará, como ya se ha indicado, una tensión 10 veces superior, o sea, para una temperatura de 37 °C da 370 mV.
El signo “-“ para temperatura bajo cero es automático en los polímetros digitales.
Utilización de un polímetro analógico, o de un voltímetro de aguja
Puede emplearse como instrumento un voltímetro de aguja con fondo de escala de 150mV, conectándolo a la salida S1 o bien, de 1.500mV si se elige la salida S2.
Con un voltímetro de aguja existe el inconveniente de que cuando se miden temperaturas inferiores a 0ºC la tensión es negativa y la aguja tiende a sobrepasar el cero en sentido contrario, saliendo de la escala por el tipo inferior.
La lectura puede realizarse invirtiendo las conexiones.
En cualquiera de los casos, el fondo de escala será igual o mayor que la máxima temperatura a medir.
Ajuste
Antes de suministrar tensión al circuito es conveniente realizar todas las soldaduras y conexiones, prestando especial atención a la polaridad del diodo utilizado como sensor.
Se conectará un polímetro entre SO y S1 o entre SO y S2 según el fondo de escala del mismo
El primer ajuste a realizar es el punto de 0ºC
Se introduce la sonda en un recipiente con una mezcla de agua y hielo.
Para que este punto sea exacto deberá tratarse de agua destilada (el hielo también). Con el potenciómetro P1 se ajustaré el termómetro hasta obtener una lectura de 0mV.
A continuación introduciremos la sonda en agua hirviendo, cercana a la superficie de la misma, y se girará el tornillo de ajuste del potenciómetro P2 para que la lectura sea 100mV (salida SI), o bien 1.000mV en el caso de haber utilizado la salida S2
Este ajuste será suficientemente preciso si se utiliza agua destilada y la presión atmosférica es de 760mm Hg.
Es muy recomendable, si es posible, contrastar estas lecturas con las de un buen termómetro ya calibrado.
Es imprescindible ajustar primeramente el potenciómetro P1 y luego el P2 Se recordará que en el caso de cambiar algún componente del circuito, en especial el diodo, es necesario efectuar de nuevo la calibración.
Al ser las resistencias R11 y R12 de precisión, las salidas SI y S2 pueden utilizarse simultáneamente.
En el caso de utilizar solamente una de ellas, estas resistencias podrán sustituirse por otras del 5 %, pero solamente se utilizará la salida con la que se haya efectuado la calibración.
Lista de componentes
Resistencias
Todas 1/4W 5% excepto R11 y R12
R1: 10KOhms
R2: 10KOhms
R3: 560 Ohms
R4: 2,2KOhms
R5: 1KOhms
R6: 1KOhms
R7: 1KOhms
R8: 8K2Ohms
R9: 8K2Phms
R11: 100K 1%
R12: 11K 1 %.
Potenciómetros
P1 = Ajustable multi-vuelta horizontal 2 K.
P2 = Ajustable multi-vuelta horizontal 2 K.
Condensadores
C1: 100 nF Poliester.
C2: 220 nF Poliéster
Diodo:
D1: 1N4148
Circuitos integrados
IC1: LM78L05
IC2: LM 324 (AI. A2, A3)
Varios
1 zócalo para circuito integrado de 14 patas.
5 terminales espadín.
1 interruptor miniatura.
Este es un proyecto muy sencillo, practico y de una sorprendente precisión, Convierte cualquier polímetro en un termómetro de precisión y a un costo muy bajo.
En su momento lo arme par calibrar los termostatos de una heladeras y me ha dado un excelente resultado desde entonces, el diseño no es mío, fue extraído de la revista Elektor
Corno elemento sensor se emplea un diodo de silicio del tipo 1N4148, que es el más común de todos los diodos.
Cuando a través de éste se hace circular una corriente constante, la caída de tensión en el mismo disminuye 2mV por cada grado centígrado que aumenta la temperatura.
La precisión obtenida con este sensor, tan económico, es sorprendente, pudiendo realizarse medidas de temperatura entre -30°C y + 140 ºC
TABLA DE CARACTERÍSTICAS
• Tensión de alimentación: 9 V.
• Consumo de corriente: 5,5 mA.
• Margen de temperatura máximo: -30 °C a 140 °C.
• Margen de temperatura recomendado: - 10 QC a 120 X.
• Precisión (según calibración e instrumento): máx: 0,1 °C.
Descripción de! circuito
Este circuito convierte las variaciones de temperatura en variaciones de tensión, de tal forma que en su salida hay -30mV cuando la temperatura captada es de -30 ºC. y va aumentando proporcionalmente acompañando la temperatura hasta llegar a 140mV cuando la temperatura alcanza los 140 ºC. Estas son las tensiones obtenidas en la salida Si.
Existe otra salida (S2) adicional con tensiones 10 veces superiores.
El hecho de disponer de dos niveles de señal de salida facilita el empleo de diferentes voltímetros para efectuar la lectura de temperatura, sean éstos analógicos, digitales, o bien polímetros empleados como voltímetros.
El amplificador operacional A2 está dispuesto de tal forma que la tensión en su salida es proporcional a la caída de tensión en el diodo producida por efecto de la temperatura.
La siguiente etapa es un amplificador inversor diseñado con el objetivo de que la tensión de salida aumente 1mV por cada grado centígrado de temperatura (salida SI).
Los tres amplificador operacionales que se utilizan pertenecen al circuito integrado LM324 que se alimenta directamente de la pila de 9V pero con el objeto de poder obtener en la salida tensiones negativas cuando la temperatura sea inferior a 0 ºC se necesita una tensión de referencia superior a los 0 V. Hemos elegido para ello 2,5V
A continuación se detalla cómo se consigue esta tensión.
El circuito integrado IC1 es un regulador que proporciona en su salida una tensión estabilizada de 5V.
Mediante el divisor resistivo constituido por R1 y R2 se obtienen los 2,5 V que se aplican al amplificador operacional A1, que está montado como seguidor, con lo cual entrega a su salida la misma tensión que hay en su entrada.
Esta es la referencia de tensión, respecto a la cual se toma la salida.
Montaje
El montaje de este circuito es muy sencillo y está al alcance de cualquier aficionado.
La sonda se construye fácilmente, sin más que soldar dos cablecitos a las patas del diodo, a 1cm del cuerpo del mismo, cortando a continuación los sobrantes de las mismas. Para poder efectuar medidas de temperatura en líquidos, se recomienda pintar las partes metálicas de la sonda con esmalte para uñas, con el fin de lograr un rápido y eficaz aislamiento eléctrico.
Esta capa de laca no deberá ser demasiado gruesa, para facilitar el intercambio de calor entre la sonda y el líquido a medir, con lo cual se evitarán retardos en la medida.
Para temperaturas altas es conveniente utilizar otro tipo de pintura, teniendo siempre en cuenta que no sea conductora de la electricidad.
Medición de temperatura con cualquier polímetro digital
Si el polímetro tiene una escala de 200mV la lectura de temperatura es di¬recta.
En el caso de que la escala sea solamente de 100mV. al sobrepasar los 90 ÜC habrá que cambiar a la escala siguiente (1V) lo cual por ejemplo, en el caso de 110ºC se leerá 0,110 V (esta escala puede utilizarse para valores inferiores, teniendo en cuenta la posición del punto decimal).
Lo expuesto anteriormente es para la salida S1, la otra salida (S2) entregará, como ya se ha indicado, una tensión 10 veces superior, o sea, para una temperatura de 37 °C da 370 mV.
El signo “-“ para temperatura bajo cero es automático en los polímetros digitales.
Utilización de un polímetro analógico, o de un voltímetro de aguja
Puede emplearse como instrumento un voltímetro de aguja con fondo de escala de 150mV, conectándolo a la salida S1 o bien, de 1.500mV si se elige la salida S2.
Con un voltímetro de aguja existe el inconveniente de que cuando se miden temperaturas inferiores a 0ºC la tensión es negativa y la aguja tiende a sobrepasar el cero en sentido contrario, saliendo de la escala por el tipo inferior.
La lectura puede realizarse invirtiendo las conexiones.
En cualquiera de los casos, el fondo de escala será igual o mayor que la máxima temperatura a medir.
Ajuste
Antes de suministrar tensión al circuito es conveniente realizar todas las soldaduras y conexiones, prestando especial atención a la polaridad del diodo utilizado como sensor.
Se conectará un polímetro entre SO y S1 o entre SO y S2 según el fondo de escala del mismo
El primer ajuste a realizar es el punto de 0ºC
Se introduce la sonda en un recipiente con una mezcla de agua y hielo.
Para que este punto sea exacto deberá tratarse de agua destilada (el hielo también). Con el potenciómetro P1 se ajustaré el termómetro hasta obtener una lectura de 0mV.
A continuación introduciremos la sonda en agua hirviendo, cercana a la superficie de la misma, y se girará el tornillo de ajuste del potenciómetro P2 para que la lectura sea 100mV (salida SI), o bien 1.000mV en el caso de haber utilizado la salida S2
Este ajuste será suficientemente preciso si se utiliza agua destilada y la presión atmosférica es de 760mm Hg.
Es muy recomendable, si es posible, contrastar estas lecturas con las de un buen termómetro ya calibrado.
Es imprescindible ajustar primeramente el potenciómetro P1 y luego el P2 Se recordará que en el caso de cambiar algún componente del circuito, en especial el diodo, es necesario efectuar de nuevo la calibración.
Al ser las resistencias R11 y R12 de precisión, las salidas SI y S2 pueden utilizarse simultáneamente.
En el caso de utilizar solamente una de ellas, estas resistencias podrán sustituirse por otras del 5 %, pero solamente se utilizará la salida con la que se haya efectuado la calibración.
Lista de componentes
Resistencias
Todas 1/4W 5% excepto R11 y R12
R1: 10KOhms
R2: 10KOhms
R3: 560 Ohms
R4: 2,2KOhms
R5: 1KOhms
R6: 1KOhms
R7: 1KOhms
R8: 8K2Ohms
R9: 8K2Phms
R11: 100K 1%
R12: 11K 1 %.
Potenciómetros
P1 = Ajustable multi-vuelta horizontal 2 K.
P2 = Ajustable multi-vuelta horizontal 2 K.
Condensadores
C1: 100 nF Poliester.
C2: 220 nF Poliéster
Diodo:
D1: 1N4148
Circuitos integrados
IC1: LM78L05
IC2: LM 324 (AI. A2, A3)
Varios
1 zócalo para circuito integrado de 14 patas.
5 terminales espadín.
1 interruptor miniatura.
