POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

INSTYTUT FIZYKI

Sprawozdanie z æwiczenia nr 22

Temat:Pomiar temperatury pirometrem optycznym.

Wydzia³ Elektroniki Rok I

Data:94.03.23

Ocena:

1. Wstêp

Celem doświadczenia był pomiar temperatury pirometrem optycznym. Pirometr optyczny jest urządzeniem do zdalnego pomiaru temperatury. Jego działanie opiera się na badaniu spektrum fali emitowanej przez ciało badane i porównywaniu jej ze spektrum fali emitowanej przez ciało doskonale czarne będące w tej samej temperaturze.

0x01 graphic

Każde ciało będące w temperaturze wyższej od zera kelwina emituje falę elektromagnetyczną. W doświadczeniu ciałem tym było wolframowe włókno żarówki (schemat układu obok) , a do pomiaru posłużył pirometr optyczny ze znikjacym włóknem. Włókno zanikło wtedy, gdy w pewnym przedziale długości fali emitowało tyle samo energi co badane ciało.W ten sposób można było wyznaczyć temperaturę czarną badanego ciała a następnie obliczyć temperaturę rzeczywistą krzystając ze wzoru 0x01 graphic
, lub ze specjalnego nomogramu.

2. Tabele pomiarów i wyników.

Klasa voltomierza 1.5;zakres 10V

Klasa amperomierza 0.5;zakres 7.5 A

Dokładność pirometru:

-dla temperatur mniejszych od 2000C dokładność wynosi 5C

-dla temperatur większych od 2000C dokładność wynosi 25C

2.1. Pomiar 1.

U=10.15V

I=1.300.04A

P=1.30.24W

Lp.

T­cz [C]

T­cz

Trz

Trz

1

870

2.5

2

900

-27.5

3

880

-7.5

4

840

32.5

5

875

-2.5

6

870

2.5

Wartoœci

œrednie

872.5

8

899.6043

9

Wynik

T­cz =8728C

Trz=9009C

2.2. Pomiar 2.

U=20.15V

I=1.600.04A

P=3.20.32W

Lp.

T­cz [C]

Trz

Trz

1

1200

2

1225

3

1235

Wartoœci

œrednie

1220

1275.824

16

Wynik

T­cz =1220C

Trz=128016C

Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.

2.3. Pomiar 3.

U=30.15V

I=2.050.04A

P=6.20.43W

Lp.

T­cz [C]

Trz

Trz

1

1470

2

1465

3

1445

Wartoœci

œrednie

1460

1541.864

16

Wynik

T­cz =1460C

Trz=154016C

Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.

2.4. Pomiar 4.

U=40.15V

I=2.350.04A

P=9.40.52W

Lp.

T­cz [C]

Trz

Trz

1

1630

2

1595

3

1630

Wartoœci

œrednie

1618

1720.1

16

Wynik

T­cz =1618C

Trz=172016C

Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.

2.5. Pomiar 5.

U=50.15V

I=2.600.04A

P=13.00.6W

Lp.

T­cz [C]

Trz

Trz

1

1750

2

1730

3

1720

Wartoœci

œrednie

1733

1851.464

16

Wynik

T­cz =1733C

Trz=185016C

Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.

2.6. Pomiar 6.

U=60.15V

I=2.900.04A

P=17.40.7W

Lp.

T­cz [C]

T­cz

Trz

Trz

1

1800

-0.8

2

1780

19.2

3

1830

-30.8

4

1780

19.2

5

1825

-25.8

6

1780

19.2

Wartoœci

œrednie

1799.2

9.52

1927.725

11

Wynik

T­cz =180010C

Trz=193011C

2.7. Pomiar 7.

U=70.15V

I=3.100.04A

P=21.70.8W

Lp.

T­cz [C]

Trz

Trz

1

1925

2

1920

3

1925

Wartoœci

œrednie

1923

2071.64

16

Wynik

T­cz =1923C

Trz=207016C

Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.

2.8. Pomiar 8.

U=80.15V

I=3.350.04A

P=26.80.9W

Lp.

T­cz [C]

Trz

Trz

1

2150

2

2175

3

2150

Wartoœci

œrednie

2158

2349.661

16

Wynik

T­cz =2158C

Trz=235016C

Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.

2.9. Pomiar 9.

U=90.15V

I=3.60.04A

P=32.40.9W

Lp.

T­cz [C]

Trz

Trz

1

2400

2

2325

3

2325

Wartoœci

œrednie

2350

2581.77

16

Wynik

T­cz =2350C

Trz=258016C

Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.

2.10. Pomiar 10.

U=100.15V

I=3.800.04A

P=381W

Lp.

T­cz [C]

T­cz

Trz

Trz

1

2350

16.7

2

2400

-33.3

3

2350

16.7

4

2350

16.7

5

2350

16.7

6

2400

-33.3

Wartoœci

œrednie

2366.7

11

2602.18

30.6

Wynik

T­cz =237025C

Trz=260031C

Uwaga:za b³¹d pomiaru przyjêto niedok³adnoœæ pirometru (25C).

3. Przyk³adowe obliczenia.

3.1. Obliczenia b³êdu Tcz

0x01 graphic

3.2. Obliczenia wartoœci Trz

0x01 graphic

3.3. Obliczenia Trz.

0x01 graphic

4. Wykres temperatury w zale¿noœci od pobieranej mocy.

0x01 graphic

Uwaga:Znaki + ograniczaj¹ pola b³êdów pomiarów.

5. Dyskusja b³êdów.

Zdecydowanie najwiêkszy wp³yw na b³¹d pomiaru temperatury mia³a trudnoœæ w jednoznacznej ocenie, czy oba w³ókna maj¹ jednakow¹ jasnoœæ. Spowodowa³o to du¿e rozbierznoœci w ocenie temperatury w³ókna (rzêdu kilkudziesiêciu stopni).