Control De Temperatura Con Una PTC Y Una NTC
Páginas: 7 (1522 palabras)
Publicado: 8 de abril de 2015
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Resumen— En el presente informe se realiza un circuito medidor de temperatura con una NTC y un control con una PTC, el control activa un ventilador cuando el umbral de temperatura exceda el máximo elegido.
Palabras Clave: NTC, PTC, ecuación de Steinhart-Hart
Abstract— In the present practice it makes a temperature measurer circuit with a NTC sensor and a control with a PTC, this controlturns on a fan when the temperature threshold exceeds the maximum set point
Keywords: NTC, PTC, Steinhart-Hart equation.
I. INTRODUCCIÓN
Los termistores son sensores de temperatura que tiene la capacidad de variar su resistencia conforme esta cambia. No son lineales por lo que requieren de distintos métodos, ya sea en la implementación del circuito o por medio de software, para lograr leerloseficientemente. Los termistores se clasifican en dos tipos: NTC y PTC, los primeros, a diferencia de los otros presentan una relación inversa entre resistencia y temperatura (coeficiente negativo).
En general los termistores son considerados por su alto nivel de repetitividad y estabilidad (±1°C). Sus notorios cambios de resistencia por grado y su rápido tiempo de reacción debido a su pequeño tamaño.Sin embargo cabe aclarar que esta última característica los hace susceptibles a altas potencias, ya que no están en capacidad de disiparlas. La presentación de estos varía conforme al espectro de trabajo: vaina epóxica (-50 a 150°C) o en vidrio (-50 a 300°C) [1]
Se utiliza mayoritariamente las NTC debido a que tiene un rango de trabajo más amplio que una PTC. En parte esto debido al comportamientodescrito por las mismas (ver gráfico 1). Bajo cierta temperatura la PTC comienza a perder sus propiedades y se comporta como una NTC. Antes de este punto el sensor alcanza una resistencia igual al doble de la que tiene como nominal, esta es llamada la temperatura de conmutación. [1] [2]
GRAFICO I. COMPORTAMIENTO DE UNA NTC Y UNA PTC
Gráfico 1. A la izquierda NTC, a la derecha PTC [2]
Las NTCson utilizadas como estabilizadores de tensión y en termostatos. Las PTC por otro lado son empleadas en equipos de protección contra el sobrecalentamiento y como limitantes de corriente. Se puede llegar a utilizar una PTC como un switch. Del montaje de la figura 1, cuando el circuito está cerrado y el voltaje tiende a aumentar, la PTC incrementara su resistencia permitiendo un mayor flujo decorriente por el paralelo, alimentando así la carga inductiva del montaje. [2] [3]
FIGURA I. PTC COMO SWITCH
Figura 1. Circuito básico de una PTC como switch [3]
La ecuación característica de un termistor es de forma exponencial y esta descrita por el enunciado (1). Debido a esto se debe recurrir a distintas técnicas para leer el circuito. Una de ellas es la aproximación de Steinhart-Hart (verecuación 2). Esta describe la temperatura conforme a tres coeficientes: A, B y C. Estos pueden hallarse a través de la resolución de una matriz (ecuación 3) muestreando la variación de la resistencia conforme a la temperatura en tres puntos distintos. [4]
Para las ecuaciones anteriormente descritas:
R0: Resistencia Nominal.
T0: Temperatura Ambiente.
B: Constante del metal (de 3000K a4500K)
R: Es la resistencia promedio
R1, R2 y R3 : Resistencia a temperatura T1, T2 y T3 respectivamente
Por otro lado la implementación física más sencilla se realiza en arreglo con una resistencia en serie de un valor aproximado a la resistencia nominal del sensor. También se puede usar un puente de wheatstone o una resistencia en paralelo. Para las NTC esta última tiende a ser la más común,mientras que en las PTC se recomienda el uso de resistencia en serie ubicando el sensor a tierra. [5]
En la práctica se usó un sensor NTC TTF3A103. El rango de trabajo de estos oscila entre los -40°C y 100°C. Tiene una resistencia nominal de 10 KΩ y soporta una potencia máxima de 3.5 mW. La PTC fue un MZ7118RM (resistencia nominal de 18Ω) con umbral de trabajo de -10°C a 60°C a 270v. [6]
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Resumen— En el presente informe se realiza un circuito medidor de temperatura con una NTC y un control con una PTC, el control activa un ventilador cuando el umbral de temperatura exceda el máximo elegido.
Palabras Clave: NTC, PTC, ecuación de Steinhart-Hart
Abstract— In the present practice it makes a temperature measurer circuit with a NTC sensor and a control with a PTC, this controlturns on a fan when the temperature threshold exceeds the maximum set point
Keywords: NTC, PTC, Steinhart-Hart equation.
I. INTRODUCCIÓN
Los termistores son sensores de temperatura que tiene la capacidad de variar su resistencia conforme esta cambia. No son lineales por lo que requieren de distintos métodos, ya sea en la implementación del circuito o por medio de software, para lograr leerloseficientemente. Los termistores se clasifican en dos tipos: NTC y PTC, los primeros, a diferencia de los otros presentan una relación inversa entre resistencia y temperatura (coeficiente negativo).
En general los termistores son considerados por su alto nivel de repetitividad y estabilidad (±1°C). Sus notorios cambios de resistencia por grado y su rápido tiempo de reacción debido a su pequeño tamaño.Sin embargo cabe aclarar que esta última característica los hace susceptibles a altas potencias, ya que no están en capacidad de disiparlas. La presentación de estos varía conforme al espectro de trabajo: vaina epóxica (-50 a 150°C) o en vidrio (-50 a 300°C) [1]
Se utiliza mayoritariamente las NTC debido a que tiene un rango de trabajo más amplio que una PTC. En parte esto debido al comportamientodescrito por las mismas (ver gráfico 1). Bajo cierta temperatura la PTC comienza a perder sus propiedades y se comporta como una NTC. Antes de este punto el sensor alcanza una resistencia igual al doble de la que tiene como nominal, esta es llamada la temperatura de conmutación. [1] [2]
GRAFICO I. COMPORTAMIENTO DE UNA NTC Y UNA PTC
Gráfico 1. A la izquierda NTC, a la derecha PTC [2]
Las NTCson utilizadas como estabilizadores de tensión y en termostatos. Las PTC por otro lado son empleadas en equipos de protección contra el sobrecalentamiento y como limitantes de corriente. Se puede llegar a utilizar una PTC como un switch. Del montaje de la figura 1, cuando el circuito está cerrado y el voltaje tiende a aumentar, la PTC incrementara su resistencia permitiendo un mayor flujo decorriente por el paralelo, alimentando así la carga inductiva del montaje. [2] [3]
FIGURA I. PTC COMO SWITCH
Figura 1. Circuito básico de una PTC como switch [3]
La ecuación característica de un termistor es de forma exponencial y esta descrita por el enunciado (1). Debido a esto se debe recurrir a distintas técnicas para leer el circuito. Una de ellas es la aproximación de Steinhart-Hart (verecuación 2). Esta describe la temperatura conforme a tres coeficientes: A, B y C. Estos pueden hallarse a través de la resolución de una matriz (ecuación 3) muestreando la variación de la resistencia conforme a la temperatura en tres puntos distintos. [4]
Para las ecuaciones anteriormente descritas:
R0: Resistencia Nominal.
T0: Temperatura Ambiente.
B: Constante del metal (de 3000K a4500K)
R: Es la resistencia promedio
R1, R2 y R3 : Resistencia a temperatura T1, T2 y T3 respectivamente
Por otro lado la implementación física más sencilla se realiza en arreglo con una resistencia en serie de un valor aproximado a la resistencia nominal del sensor. También se puede usar un puente de wheatstone o una resistencia en paralelo. Para las NTC esta última tiende a ser la más común,mientras que en las PTC se recomienda el uso de resistencia en serie ubicando el sensor a tierra. [5]
En la práctica se usó un sensor NTC TTF3A103. El rango de trabajo de estos oscila entre los -40°C y 100°C. Tiene una resistencia nominal de 10 KΩ y soporta una potencia máxima de 3.5 mW. La PTC fue un MZ7118RM (resistencia nominal de 18Ω) con umbral de trabajo de -10°C a 60°C a 270v. [6]
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