Numer ćwiczenia: 204	Data ćwiczenia: 11.03.2009	Imię i Nazwisko: Jakub Zmyslowski	Wydział: Technologii Chemicznej	Semestr II , Rok I Grupa 4
Prowadzący: Dr Mirosława Bertrandt	Przygotowanie i Wykonanie: Jakub Zmysłowski		Ocena:

Cechowanie Termoogniwa

I. Teoria

Termoogniwo - czujnik temperatury wykorzystujący zjawisko Seebecka. Składa się z pary (dwóch) różnych metali zwykle w postaci przewodów, spojonych na dwóch końcach. Jedno złącze umieszczane jest w miejscu pomiaru, podczas gdy drugie utrzymywane jest w stałej temperaturze odniesienia. Pod wpływem różnicy temperatury między miejscami złączy (pomiarowego i "odniesienia") powstaje różnica potencjałów (siła elektromotoryczna), zwana w tym przypadku siłą termoelektryczną, proporcjonalna do różnicy tych temperatur. Wyraża się ją wzorem:

ε = α₁(T - T₀) + α₂(T - T₀)²

Spoina pomiarowa może znajdować się w obudowie o dużym przewodnictwie cieplnym. Instaluje się ją w miejscu pomiaru temperatury. Złącze odniesienia może umieszczane w ściśle określonej temperaturze odniesienia, np. topniejącym lodzie. Złącze to może nie być złączem bezpośrednim a zamkniecie obwodu odbywa się poprzez zaciski miernika.

Układ do cechowania termoogniwa:

A,B - różne przewodniki

Zalety termopar:

-nie wymagają zewnętrznego zasilania,

-niewielkie rozmiary - możliwość lokalnego pomiaru temperatury,

-niska pojemność cieplna, mała bezwładność czasowa,

-szeroki zakres pomiarowy przy dość dobrej liniowości,

-prostota budowy, duża niezawodność.

Zjawisko Seebecka - zjawisko termoelektryczne polegające na powstawaniu siły elektromotorycznej w obwodzie zawierającym dwa metale lub półprzewodniki gdy ich złącza znajdują się w różnych temperaturach. Odkryte w 1821 roku przez fizyka niemieckiego Th. J. Seebecka, jest wykorzystywane m.in. w termoparze.

W przedstawionym obwodzie A i B są różnymi metalami lub półprzewodnikami, T1 i T2 to temperatury w miejscach styku metali. W tym obwodzie powstaje napięcie elektryczne określone wzorem:

V = (S_B - S_A) x (T₂ - T₁)

Gdzie: S_A i S_B to współczynniki Seebecka charakterystyczne dla wybranych substancji. Powstające napięcie jest rzędu od kilku do kilkudziesięciu mikrowoltów na kelwin (stopień Celsjusza).

II. Wyniki pomiarów

Wskazania początkowe miliwoltomierza: -0,05 mV

Termopara	Temperatura (^oC)
	31	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90	95	100
A	1,45	1,53	1,85	2,12	2,35	2,65	2,90	3,09	3,33	3,60	3,94	4,15	4,40	4,74	4,96
B	0,88	1,13	1,26	1,40	1,56	1,68	1,81	1,92	2,07	2,32	2,40	2,58	2,77	2,96	3,12
C	0,85	0,92	1,05	1,14	1,38	1,53	1,75	1,95	2,11	2,22	2,43	2,57	2,74	2,90	3,13

Za pomocą programu StatS wyznaczono:

1.Współczynniki nachylenia:

• Dla termopary A = 0,0515533 [mV/^oC]

• Dla termopary B = 0,0308529 [mV/^oC]

• Dla termopary C = 0,0336807 [mV/^oC]

2.Niepewność współczynników:

• ΔA = 0,000516502 [mV/^oC]

• ΔB = 0,000587805 [mV/^oC]

• ΔC = 0,000535071 [mV/^oC]

Uzyskano następujące dane:

1.Przed zaokrągleniem:

• α_A = (0,0515533 ± 0,000516502) [mV/^oC]

• α_B = (0,0308529 ± 0,000587805) [mV/^oC]

• α_C = (0,0336807 ± 0,000535071) [mV/^oC]

2.po zaokrągleniu:

• α_A = (0,05155 ± 0,00052) [mV/^oC]

• α_B = (0,03085 ± 0,00061) [mV/^oC]

• α_C = (0,03370 ± 0,00054) [mV/^oC]

3. Na podstawie wyników pomiarów i obliczeń sporządzono wykres:

4. Wnioski

1. Wraz ze wzrostem temperatury napięcie termoelekrtryczne, czyli wartość współczynnika α rośnie, jest to zależność liniowa

2. Wzrost Napięcia termoelektrycznego zależy od materiału (metalu) z jakiego zbudowana jest termopara.

3. Termopary to bardzo dobre i precyzyjne urządzenia które umożliwiają uzyskiwanie bardzo dokładnych pomiarów temperatury.

---