1

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA

LABORATORYJNEGO NR 1

Z FIZYKI BUDOWLI

Zakład Instalacji Budowlanych

i Fizyki Budowli

POLITECHNIKA WARSZAWSKA

Adres: ul. Łukasiewicza 17 p.123 09-400 Płock, Polska
Tel./faks [phone], e-mail:[e-mail]

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

2

1. Temat ćwiczenia

Pomiar temperatury i wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu wraz

z wyznaczeniem pionowego gradientu temperatury

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z aparaturą pomiarową i metodami pomiaru podstawowych

parametrów charakteryzujących mikroklimat.

3. Zakres ćwiczenia

Zakres ćwiczenia obejmuje wykonanie pomiaru temperatury i wilgotności względnej powietrza

w pomieszczeniu za pomocą aparatury pomiarowej oraz wyznaczenie pionowego gradientu

temperatury.

4. Podstawy teoretyczne

Definicje podstawowych pojęć (z literatury przedmiotu: L. Wolski „Fizyka obiektów rolniczych”

PWN 1987; S. Grabarczyk „Fizyka budowli. – komputerowe wspomaganie projektowania

budownictwa energooszczędnego.” OW PW 2005; J. Pogorzelski „Fizyka budowli”; T.

Kisielewicz, „Fizyka cieplna budowli” – Kraków 1998):

- temperatura,

- wilgotność względna,

- gradient temperatury (wzór na jego wyznaczanie),

- podstawy prawne określające wymagane wartości powyższych parametrów w budownictwie

(Polskie Normy, Dziennik Ustaw 75 poz. 690 z 2002 roku ).

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

3

5. Opis i charakterystyka aparatury pomiarowej oraz wykonanie

pomiarów

Aparatura pomiarowa używana w trakcie badań

1. Termohigrometry

Termohigrometr LB-701 z panelem odczytowym LB-702

Rys. 1. Termohigrometr LB-701 z panelem odczytowym LB-702.

Sonda pomiarowa LB-701 składa się z cienkowarstwowego czujnika temperatury

Pt-1000,

cienkowarstwowego

pojemnościowego

czujnika

wilgotności

względnej,

elektronicznych układów przetwarzających i układu programowanej pamięci nieulotnej, w której

zapisywane są indywidualne charakterystyki sondy, oraz dane identyfikacyjne i techniczne.

Czujniki pomiarowe sondy są chronione wymienną osłoną, której typ zależy od zastosowań.

Przyrząd w wersji standardowej jest wyposażony w osłonę czujników - filtr zanieczyszczeń typu

F2.

Dane techniczne:

POMIAR TEMPERATURY

Niepewność pomiaru

+/- 0,2°C

Zakres pomiaru LB-701

-40..+85°C

POMIAR WILGOTNOŚCI

+/- 2.0%

w zakresie 10-90%

Niepewność pomiaru

+/- 4.0%

poza zakresem 10-90%

10-95%

dla temperatur do +40°C

10-60%

dla temperatur do +70°C

Zakres pomiaru LB-701

10-40%

dla temperatur do +80°C

POMIAR CIŚNIENIA (PANEL LB-702B)

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

4

Niepewność pomiaru

+/- 1.0 hPa

Zakres pomiaru

700-1100 hPa

w zakresie temperatur 0..+50 °C

ODCZYT POMIARÓW

Parametr

Zakres odczytu

Rozdzielczość

temperatura powietrza

-40.0..+80.0°C

0,1°C

wilgotność względna

0.0..100.0%

0,1%

temperatura punktu rosy

-40.0..+100,0°C

0,1°C

objętościowa zawartość pary wodnej

w powietrzu

0..99999ppm

1ppm

czas

mies., dni, godz., min.

1 min

ciśnienie (opcjonalnie)

700...1100 hPa

0.1 hPa

ZASILANIE

bateryjne

4 baterie R6 (AA)

sieciowe

zasilacz stabilizowany 9V DC

ZAKRES TEMPERATUR PRACY

Urządzenie

Zakres

Uwagi

Sonda LB-701

-40..+85°C

Termohigrometry stacjonarne serii LB-710

Rys. 2. Termohigrometry stacjonarne LAB-EL, od lewej: LB-710B, LB-710M.

Termohigrometry stacjonarne LB-710, nie posiadają własnego wyświetlacza. Są głównie

przeznaczone do tworzenia wielopunktowych systemów nadzoru klimatu. Termohigrometr LB-

710 może być umieszczony w dużej odległości (nawet kilka km) od odbiornika informacji,

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

5

którym może być: regulator wilgotności, konwerter LB-486 lub poprzez konwerter LB-371

komputer PC z interfejsem RS-232.

Termohigrometr LB-710B jest przeznaczony do pomiaru temperatury i wilgotności

względnej powietrza w pomieszczeniach. Jest to urządzenie stacjonarne, o niewielkich

rozmiarach, zasilane z zewnętrznego źródła. Dzięki zastosowaniu hermetycznej obudowy oraz

odpowiedniego filtru chroniącego czujniki pomiarowe może pracować w miejscach o znacznym

zapyleniu. W wersji standardowej jest on wyposażony w osłonę czujników - filtr zanieczyszczeń

typu F3.

Przyrząd nie posiada mechanicznych elementów kalibracyjnych. Jego kalibracja polega na

przesłaniu przez interfejs cyfrowy do nieulotnej pamięci przyrządu danych kalibracyjnych

uzyskanych we wzorcowych warunkach klimatycznych, co gwarantuje wygodę i stabilność

parametrów metrologicznych pomierzonych w czasie.

Dane techniczne:

POMIAR TEMPERATURY

Niepewność pomiaru

+/- 0.4°C

Zakres pracy

0..+70°C

POMIAR WILGOTNOŚCI

Niepewność pomiaru +/- 2.0% dla temperatury 25°C

0..100%

dla temperatur do

+40°C

0..60%

dla temperatur do

+70°C

Zakres pracy

0..40%

dla temperatur do

+85°C

ZASILANIE

zakres napięć

8..24V DC

4mA

średnio

pobór prądu

25mA

maksymalnie

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

6

2. Termometry

Termometr LB-710T

Rys. 3. Termometr LB-710T

Termometr LB-710T jest przeznaczony do pomiaru temperatury powietrza w zakresie -

40...+85°C. W wersji standardowej składa się z czujnika do pomiaru temperatury wykonanego w

postaci „szpilki” ze stali nierdzewnej, zawierającego rezystor termometryczny Pt1000,

połączonego z przetwornikiem pomiarowym czterożyłowym kablem ekranowanym o długości od

1 do 10m.

Termometr LB-710T jest urządzeniem stacjonarnym o małych rozmiarach, zasilanym z

zewnętrznego źródła. Jego konstrukcja oparta jest na wydajnym i oszczędnym energetycznie

sterowniku mikroprocesorowym. Mikroprocesor wbudowany w przyrząd oblicza wynik pomiaru

temperatury na podstawie znajomości nieliniowych charakterystyk czujnika temperatury oraz

cyfrowych danych kalibracyjnych zapamiętanych podczas wzorcowania w pamięci.

Przyrząd może być dołączony do dowolnego systemu nadzorującego, np. regulatora

klimatu LB-722, koncentratora LB-731, panelu LB-755, konwertera LB-486 albo za pomocą

konwertera LB-371 do interfejsu RS232C dowolnego komputera. Umożliwia to zdalne i

automatyczne sczytywanie danych pomiarowych.

Przyrząd nie posiada mechanicznych elementów kalibracyjnych. Jego wzorcowanie

polega na przesłaniu, przez interfejs cyfrowy do nieulotnej pamięci, danych kalibracyjnych

uzyskanych we wzorcowych temperaturach, co gwarantuje wygodę i wysoką dokładność

wzorcowania oraz stabilność parametrów metrologicznych przyrządu w czasie.

Dane techniczne:

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

7

DANE METROLOGICZNE

Maksymalny zakres pomiaru

-99,9...+199,9°C

Niepewność pomiaru dla kalibracji

jednopunktowej *1)

+/- 0,2°C, +/- 1 ostatnia cyfra

Niepewność pomiaru dla kalibracji

dwupunktowej *1)

+/- 0,1°C, +/- 1 ostatnia cyfra

0,1°C - standard

Pomiar temperatury

Rozdzielczość pomiaru

0,01°C - opcja

Przetwornika pomiarowego

-40...+85°C

Czujnika temperatury (standardowego)

-60...+90°C (z wyłączeniem przewodu

przyłączeniowego)

Zakres temperatur

pracy

Czujnika temperatury (specjalnego)

-100...+200°C (zależna od wersji czujnika)

temperatura w zakresie

-99,9...+199,9°C, 0,1°C

numer seryjny przyrządu

Odczyt pomiarów

stan techniczny przyrządu

*1) - w zakresie o szerokości 50°C.

Termometr ośmiokanałowy LB-711

Rys. 4. Termometr ośmiokanałowy LB-711

Termometr ośmiokanałowy LB-711 jest przeznaczony do pomiaru temperatury

dowolnych mediów, w zakresie zależnym od użytych czujników pomiarowych - maksymalnie od

–200 do +550 °C.

Przyrząd składa się z ośmiokanałowego przetwornika pomiarowego, do którego

podłączonych jest od 1 do 8 czujników temperatury zawierających rezystory termometryczne

Pt1000 (Pt100). W wersji standardowej TL-2 każda sonda jest wykonana ze stali nierdzewnej w

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

8

postaci „szpilki”. Konstrukcja czujnika temperatury w wersji specjalnej jest uzależniona od jego

przeznaczenia.

Termometr LB-711 jest urządzeniem stacjonarnym, o małych rozmiarach, zasilanym z

zewnętrznego źródła. Jego konstrukcja opiera się na oszczędnym energetycznie sterowniku

mikroprocesorowym oraz precyzyjnym przetworniku A/C. Może on współpracować z panelem

odczytowym, panelem stacji meteorologicznej LB-741, konwerterem LB-486 albo LB-371, może

być dołączony do interfejsu RS232C dowolnego komputera PC. Obserwację wyników pomiarów

oraz ich rejestrację na dysk komputera PC umożliwia program, który wchodzi w skład

wyposażenia termometru.

Przyrząd nie posiada mechanicznych elementów kalibracyjnych. Jego wzorcowanie

polega na przesłaniu przez interfejs cyfrowy do nieulotnej pamięci przyrządu danych

kalibracyjnych uzyskanych we wzorcowych temperaturach. Gwarantuje to wygodę i wysoką

dokładność wzorcowania oraz stabilność parametrów metrologicznych przyrządu w czasie.

Dane techniczne:

DANE METROLOGICZNE

-100...+200 °C

zakres pomiarowy podstawowy, LB-711

Zakres pomiaru

-200...+550 °C

zakres pomiarowy rozszerzony, LB-711E

Niepewność pomiaru

Kalibracja jednopunktowa

Kalibracja dwupunktowa

W zakresie o szerokości

+/- 0,1 °C, +/- 1 ostatnia cyfra +/- 0,05 °C, +/- 1 ostatnia cyfra 50 °C

+/- 0,2 °C, +/- 1 ostatnia cyfra +/- 0,1 °C, +/- 1 ostatnia cyfra 100 °C

LB-711

+/- 0,4 °C, +/- 1 ostatnia cyfra +/- 0,2 °C, +/- 1 ostatnia cyfra 200 °C

+/- 1,5 °C, +/- 1 ostatnia cyfra +/- 0,8 °C, +/- 1 ostatnia cyfra 400 °C

LB-711E

+/- 3,0 °C, +/- 1 ostatnia cyfra +/- 1,5 °C, +/- 1 ostatnia cyfra 750 °C

Przetwornika pomiarowego

-40...+80 °C

Sondy pomiarowej standardowej

-60...+90 °C

Zakres temperatur pracy

Sondy pomiarowej specjalnej

-200...+550 °C

0,1 °C - standard

Rozdzielczość pomiaru

0,01 °C - opcja

Konfigurowane podczas kalibracji przyrządu

ZASILANIE

Zakres napięć

8...24V DC

8 mA

średnio

Pobór prądu

25 mA

maksymalnie

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

9

3. Konwerter - rejestrator LB-486

Rys. 5. Konwerter LB-486

Konwerter LB-486 pozwala stworzyć stanowisko do kilkupunktowego, lokalnego

monitoringu klimatu albo internetową stację meteorologiczną. Służy do dołączenia kilku

przyrządów pomiarowych do standardowego komputera PC. Z wykorzystaniem modułu iBOX

istnieje możliwość połączenia konwertera LB-486 i dołączonych do niego przyrządów

pomiarowych bezpośrednio do Internetu (bez pośrednictwa komputera PC).

W wersji podstawowej konwerter LB-486 jest przeznaczony do równoczesnego

przyłączenia do jednego portu RS-232 (COM) komputera PC:

−

od 1 do 4 przyrządów pomiarowych pracujących z wykorzystaniem cyfrowej pętli

prądowej (CPP, S300 LAB-EL), takich jak np.: LB-705, LB-710, LB-710D, LB-710DT,

LB-710T, LB-711, LB-715, LB-716, LB-716D, LB-722, LB-724, LB-746,

−

deszczomierza (np. ARG-100),

−

dodatkowego urządzenia komunikującego się przez interfejs RS-485 (np. LB-741).

Możliwe jest tworzenie dużych, rozproszonych systemów zbierania danych pomiarowych

poprzez równoległe łączenie ze sobą do 30 sztuk konwerterów LB-486 za pomocą interfejsu RS-

485.

Konwerter jest wyposażony w pamięć i zegar czasu rzeczywistego, co pozwala na

buforowanie w jego aktualnej wersji kompletów wyników pomiarów ze wszystkich przyrządów i

pobieranie ich w momentach dogodnych dla użytkownika. Ilość wyników, jaka może zmieścić

się w pamięci urządzenia zależy od ilości i rodzaju dołączonych przyrządów i przykładowo, dla 4

sztuk termohigrometrów LB-710 (albo termohigrometrów LB-701 z panelem LB-705), bez

deszczomierza wynosi 472 rekordy.

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

10

Dodatkowym wyposażeniem konwertera LB-486 może być program „Panel stacji meteo”

pracujący w systemie Windows95/98, który umożliwia graficzną wizualizację bieżących

wyników pomiarów na monitorze komputera oraz ich rejestrację na dysk.

Dane techniczne:

PARAMETR

WARTOŚĆ

Ilość wejść typu S300 do czujników LAB-EL:

4

Wejście do deszczomierza:

1

Interfejsy komunikacyjne:

RS-232, RS-485

Pamięć wyników pomiarów:

472 rekordy (z 4 termohigrometrów LB-710)

Zasilanie:

230 V / 6 VA / 50 Hz

Wymiary zewnętrzne (szerokość, głębokość, wysokość): 180 x 160 x 90 mm

6. Opis przeprowadzenia ćwiczenia

Na każdej, z wyznaczonych wysokości (0,5 m; 1 m; 2 m) w Sali laboratorium dokonać pomiaru

parametrów mikroklimatu w pięciu punktach wyznaczonej siatki pomiarowej według poniższego

przykładu.

1

OKNO

DRZWI

2

3

5

4

TABLICA

Ściana S1

Ściana S2

Ściana S3

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com

11

7. Wyniki badań

Wyniki badań zaprezentować w formie tabelarycznej i interpretacji graficznej.

Numer punktu

pomiarowego

Wysokość

h [m]

Temperatura

[

o

C]

Wilgotność

[%]

8. Analiza wyników badań

•

Średnia temperatura w pomieszczeniu.

•

Średnia wilgotność względna w pomieszczeniu.

•Gradient temperatury:

gradT

h1-h2

=((T

śrh2

– T

śrh1

)/(h2-h1))

•Porównanie wyników badań z wymogami normowymi.

9. WNIOSKI

PDF created with pdfFactory Pro trial version

www.pdffactory.com