POLITECHNIKAKOSZALIŃSKA ROK AKADEMICKI 2010/2011	LABORATORIU Z PRZEDMIOTU TERMODYNAMIKA
Wydział Mechaniczny MiBM grupa M01	Nazwisko i imię : BAJSICKI JAROSŁAW
Pomiary temperatury termometrami oporowymi i optycznymi
Data ćwiczenia: 06.11.2010	Podpis:	Ocena:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową czujnika termometru rezystancyjnego oraz pomiar temperatury czujnikiem rezystancyjnym metodą mostka zrównoważonego, zapoznanie się z budową termistorów, zasadą pomiaru termometrami termistorowymi oraz sporządzenie charakterystyk rezystancyjno-temperaturowych wykonanych na podstawie pomiarów termistora typu NTC. Zapoznanie się z budową, zasadą działania oraz wykonanie pomiarów pirometrem.

Schemat stanowiska pomiarowego

1. Stanowisko pomiarowe do pomiaru temperatury czujnikiem rezystancyjnym Pt100 metodą mostka zrównoważonego

1.- czujnik oporowy Pt 100

2.- ultratermostat

3. – oporniki stałe

4. – opornik dekadowy

5. – galwanometr

6. – źródło zasilania wraz z włącznikiem

Tabela wielkości pomierzonych dla czujnika Pt 100

Zależność oporu R [ ] od temperatury dla czujnika oporowego typu Pt 100 odczytana z PN – 83/M-53852

Tabela wielkości temperatur obliczonych dla wartości rezystancji czujnika Pt 100 pomierzonej na zajęciach

Przykładowe obliczenia

dla R= 108,60

Odczytujemy z PN – 83/M-53852 temperaturę i opór dla wartości najbardziej zbliżonej do pomierzonej

dla tego przypadku będzie to t=20 °C i rezystancji 107,79 

I wyliczamy korzystając z proporcji przyjmując rezystancję pomniejszoną o 100 

Wykres zależności rezystancji od temperatury Pt 100 dla wartości obliczonych i z PN

2. Stanowisko pomiarowe do pomiaru temperatury czujnikiem termistorowym

1.- czujnik termistorowy

2.- ultratermostat

3. –omomierz

Tabela wielkości pomierzonych dla czujnika NTC

Charakterystyka temperaturowo-rezystancyjna badanego czujnika termistorowego typu NTC

Pomiar temperatury pirometrem radiacyjnym

3.Analiza i Wnioski

W doświadczeniu zaobserwowana została zasada zmiany oporności metali wraz ze zmianą temperatury. Wykonane pomiary i obliczenia oraz otrzymane charakterystyki uwidoczniły, że wraz ze wzrostem temperatury oporność rosła, co doskonale widać na wykresie zależności rezystancji od temperatury a pokrycie się wykresu wynikającego z obliczeń z wykresem wynikającym z danych z Polskiej Normy dla czujników Pt100 potwierdza poprawność wykonanych pomiarów w czasie ćwiczenia jak i ich przeliczenie na wartości potrzebne do sporządzenia charakterystyki R/T

Wyznaczenie temperatury mierzonej dokonuje się w sposób przybliżony, opierając się na proporcjach znanych wielkości z PN

Z wykonanego ćwiczenia doskonale wynika, iż powyższa zasada jest prawdziwa tylko dla metali gdyż stosując czujnik wykonany z półprzewodnika sytuacja może być odwrotna i zależy od rodzaju półprzewodnika. Z otrzymanej charakterystyki wynika, iż badany przez nas czujnik termistorowy należy do grupy NTC tzn. o ujemnym temperaturowym współczynniku rezystancji, ponieważ funkcja opisująca odcinek łączący punkty wyznaczonej temperatury maleje wraz ze wzrostem temperatury wzorcowej, co potwierdza rodzaj zastosowanego czujnika.

Podsumowując pomiar temperatury czujnikiem Pt-100 w formie zastosowanej w czasie ćwiczenia jest dość skomplikowany i pracochłonny wymagający dostępu do danych zawartych w PN-83/M-53852 i wymaga drogiej aparatury jednak jest to sposób pozwalający uzyskać dość dokładne wyniki.

Podobnie ma się sprawa pomiarów przy wykorzystaniu czujników termistorowych, aby określić temperaturę trzeba dysponować jej charakterystyką rezystancyjno-temperaturową a do tego nawet 2 termistory tego samego typu mogą mieć inne charakterystyki, więc pomiary przy użyciu tego typu czujników mogą być obarczone błędem.

Ostatni sposób pomiaru nowoczesnymi pirometrami radiacyjnymi pomimo swoich wielu zalet tj. szybki pomiar, możliwość pomiaru na odległość, brak zakłóceń pola temperaturowego w miejscu pomiaru posiada też znaczącą wadę gdyż, aby pomiar nie był oznaczony dużym błędem trzeba ustawiać odpowiedni współczynnik emisyjności  dla badanego materiału, ponadto wartość emisyjności podawana w literaturze jest traktowana, jako orientacyjna i zależy w znacznym stopniu od stanu badanej powierzchni np. od stopnia jej zabrudzenia.

6