SENSORES SEMICONDUCTORES

SENSORES SEMICONDUCTORES

1. Termistores NTC

¿Qué es un Termistor NTC?

Se comenzará presentando a este elemento sensor muy utilizado en la Instrumentación Industrial.

Se trata pues de un semiconductor electrónico suavemente dopado y sensible a la Tª. Disponen de un coeficiente de Tª negativo, por lo que presentan variaciones rápidas y extremadamente grandes para cambios relativamente pequeños de Tª.

La expresión que relaciona la resistencia del termistor con la temperatura se define como:

                                [pic 1]

Los materiales más utilizados para su fabricación son Óxidos Férrico (Fe2O3), Óxidos de Níquel (NiO) o de Cobalto (CoO).

Termistor NTC G560/100K/+F

El Termistor que se desea estudiar es el G560/100/+F de EPCOS. Para ello, lo primero que se debe hacer es conseguir la “Data Sheet” para poder analizar las características del termistor indicado.

En esta Hoja de Datos o Características, además de mostrar las tablas de Tª y Resistencias, se indica sus posibles aplicaciones, dimensiones y los valores más importantes a 25ºC.

En dicha Hoja de Datos también se puede observar que el significado +F de la nomenclatura del termistor G560/100/+F, que hace referencia a una precisión del elemento del 1% (RESPUESTA 1).

Chequeando de nuevo la Hoja de Datos se ve que el parámetro B dispone de una tolerancia del +-1%, por lo que, los límites absolutos en los que se puede mover B son:

                B=4.036 +-1%    --->        3.995,64 < B < 4.076,36  (RESPUESTA 2).

En el apartado ”Data” o en las propias tablas de datos de la Hoja de Datos, se puede observar que la resistencia de referencia a 25ºC es 100.000 Ώ (RESPUESTA 3) ó 100K.

Para poder conocer las resistencias a diferentes Tª se puede utilizar la expresión que se ha visto anteriormente, conociendo la resistencia a la temperatura de referencia. Por lo que, para conocer la resistencia a -55ºC y a +300ªC se debe aplicar la ecuación:

                                [pic 2]

De la que se conoce:

                R0=100.000 Ώ; T0=25ºC; T=-55 / T=300 y B=4036K

Es necesario saber que como B se encuentra en ºK las temperaturas a calcular se deben cambiar a ºK también:

        T-55 = 218,15 ºK                T300 = 573,15 ºK                T25 = 298,15 ºK

        R-55= 100.000 x 143,19 = 14.319.000 Ώ (RESPUESTA 4)

        R300= 100.000 x 0,151 = 151,09 Ώ (RESPUESTA 4)

Se comparan los valores obtenidos con los valores de las tablas y se observa que los obtenidos son mayores a los de las tablas.

A continuación se muestran las gráficas obtenidas con la B nominal y con la Resistencia de Referencia (25ºC) en un rango de -55 a 300ºC , utilizando los datos delas tablas de la Hoja de Datos (RESPUESTA 5).

[pic 3]

Utilizando las Rmax y Rmín se desea comparar o mostrar la tolerancia en que se puede mover la resistencia en función de la Bmax y Bmín

[pic 4]

Para una banda de 0 a 100ºC se puede observar que cambio de resistencia es mas lineal (REPUESTA 6).

Las aplicaciones a temperatura relativamente baja (de -55 °C a aprox. 70 °C) usan, en general, termistores de resistencia más baja (de 2252 a 10 000 Ω). Las aplicaciones de temperatura más alta usan, en general, los termistores de resistencia más alta (por encima de 10 000 Ω) para optimizar el cambio de resistencia por grado a la temperatura requerida.

Disponen de buena precisión pero están bastante limitados en su rango de temperatura por la linearidad sobre todo.

1. Brújula Electrónica

Campo Terrestre

La "Teoría de la dinamo" sostiene que el campo magnético terrestre es generado, principalmente, por corrientes eléctricas debidas al movimiento de iones de los metales fundidos en el interior de la tierra, en concreto, en una región conocida como Núcleo Externo (2900 km – 5100 km).

La Tierra se comporta como un imán gigantesco con sus respectivos polos magnéticos.

El campo magnético terrestre varía, en dirección e intensidad, muy lentamente con los años (variación secular). Como consecuencia de esto, los polos magnéticos van cambiando de posición.

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