Elektronika i telekomunikacja.
Grupa 2 Mateusz Bezak, Marzena Dolak, Tomasz Gdowski
POMIARY TEMPERATURY	Nr ćwiczenia: 2	11.10.2006
Sprawozdanie wykonał : Mateusz Bezak

1. Wstęp teoretyczny:

Prawo trzeciego metalu - jeżeli wprowadzimy w obwód metal, którego końce będą miały tą samą temperaturę co spoiny to nie będzie to miało wpływu na siłę termoelektryczną;

Termoelementy ( termopary) - powstają gdy dwa różne metale stykają się ze sobą, pod wpływem temperatury indukuje się napięcie; związane ze zjawiskiem Peltiera - występowanie siły termoelektrycznej w miejscu styku dwóch różnych metali; zjawisko Thomsona - występowanie siły termoelektrycznej na długości poszczególnych przewodów obwodu zamkniętego.

Budowa termopary - spoina pomiarowa, umieszczona w osłonie; termoelektrody; spoina odniesienia wraz z przewodami kompensacyjnymi służącymi do utrzymania stałej temperatury spoiny; urządzenie pomiarowe;

2. Przebieg ćwiczenia:

1. Pomiar temperatury termoelementem typu J (Fe-CuNi) i miliwoltomierzem; badanie wpływu temperatury spoiny odniesienia

Termoelement typu J ze spoinami odniesienia w temperaturze to. mV - multimetr HP34401A

· Termoelement podłączamy do multimetru HP34401A w trybie pomiaru napięcia.

· Spoinę pomiarową zanurzamy w zlewce z wodą o temperaturze bliskiej pokojowej - t_x1;

o obserwując wartość napięcia, zmieniamy temperaturę spoin odniesienia przez:

o zanurzenie w zlewce z wodą (o temperaturze zbliżonej do pokojowe) - t_oa,

o trzymanie w palcach - t_ob,

o zanurzenie w termosie z lodem - t_oc;

o mierzymy temperatury t_x1, t_oa, t_ob, t_oc termometrem wzorcowym, uzyskując jego

wskazania t_w1, t_owa, t_owb, t_owc;

o na podstawie zmierzonych sił termoelektrycznych E_a, E_b, E_c, z tablic   zamieszczonych

  w normie , odczytujemy temperatury t_xa, t_xb, t_xc i porównujemy je z temperaturą   t_w1,

  przyjmując ją jako wartość poprawną mierzonej temperatury;

o wyznaczamy błędy bezwzględne, wynikające z jakości narzędzi pomiarowych oraz z

  różnej od 0°C temperatury odniesienia, wg wzoru(1) :

Δt=t_x-t_w [°C]

gdzie:

t_x - wartość temperatury, wyznaczona na podstawie zmierzonej siły

termoelektrycznej i tablic [6],

t_w - wartość temperatury w tym samym miejscu i czasie, zmierzona

termometrem wzorcowym.

· Spoinę pomiarową zanurzamy w czajniku (z wcześniej podgrzaną wodą do temperatury t_x2

rzędu 60¸80°C; zasilanie czajnika powinno być wyłączone). Spoina odniesienia pozostaje

w lodzie. Z tablic w normie odczytujemy temperaturę i porównujemy ze wskazaniami

termometru wzorcowego, wyznaczając błąd (1). Wyniki przeprowadzonych pomiarów

zestawiamy w tabeli 2.

Miesjce spoiny pomiarowej		Zlewka				Czajnik
	Tow[°C]	E[mV]	Tx1[°C]	Tw1[°C]	ΔT1[°C]	E[mV]		Tx2[°C]		Tw2[°C]	Δ t2[°C]
a	21,3	1,035	20,31	20,00	0,31	-		-		-	-
b	28,8	1,625	31,65	28,80	2,85	-	-			-	-
c	0,3	0,038	1,13	0,3	0,83	4,200			81,17	80,5		0,67

2. Pomiar temperatury czujnikiem rezystancyjnym Pt100

W ćwiczeniu używamy termorezystora Pt100 firmy Czaki - Thermo Product klasy A

połączonego bezpośrednio lub poprzez przewody symulujące linię łączącą czujnik Pt100 z

miernikiem temperatury (o rezystancji 5, 10 i 15W) - rys. 5. Kolejność żył jest zgodna z

rysunkiem.

a) pomiar rezystancji czujnika omomierzem z wykorzystaniem 2 lub 4 przewodów

METODA CZTEROPRZEWODOWA

· Podłączyć termorezystor do multimetru HP34401A czteroprzewodowo i wybrać

przyciskami Shift W 4W na jego płycie czołowej pomiar rezystancji metodą

czteroprzewodową

· Zmierzyć temperaturę wody w czajniku, w zlewce i wody z lodem. Każdy z tych

pomiarów polega na pomiarze rezystancji i odczytaniu z normy wartości temperatury

odpowiadającej zmierzonej rezystancji. Te same trzy temperatury zmierzyć równocześnie

termometrem wzorcowym.

· Wyznaczyć błędy bezwzględne pomiarów Δt wg wzoru (1)

Δt=t_x-t_w [°C]

gdzie:

t_x - wartość temperatury, wyznaczona na podstawie zmierzonej siły

termoelektrycznej i tablic [6],

t_w - wartość temperatury w tym samym miejscu i czasie, zmierzona

termometrem wzorcowym.

Miejsce pomiaru	Miejsce przewodu łączącego	R [Ω]	tx [°C]	tw [°C]	Δt [°C]
Zlewka	powietrze	108,98	22,42	22,00	0,42
Czajnik			125,12	64,90	65,60	-0,70
Lód			100,42	-0,10	0,10	-0,20

· Wykonać takie same pomiary, jak w metodzie czteroprzewodowej; wyniki zestawić

w tabeli

Miejsce pomiaru	Miejsce przewodu łączącego	R [Ω]	tx [°C]	tw [°C]	Δt [°C]
Zlewka	powietrze	110,80	27,21	22,00	5,21
Czajnik			126,50	68,52	65,60	2,92
Lód			102,22	4,63	0,10	4,53

b) pomiar temperatury przemysłowym miernikiem temperatury NT9

z czujnikiem dołączonym za pomocą 2 lub 3 przewodów

Do pomiarów z termorezystorem używamy prawego miernika NT9, którego zaciski

wejściowe 1, 2, 3 wyprowadzono na zaciski laboratoryjne na płycie czołowej (wszystkie

przewody tych wyprowadzeń są z tego samego metalu - Cu).

METODA TRÓJPRZEWODOWA

Mierniki temperatury przeznaczone do współpracy z termorezystorami mają możliwość

kompensacji wpływu rezystancji przewodów doprowadzających. Przy założeniu

identyczności przewodów kompensacja jest możliwa, gdy zastosujemy połączenie

trójprzewodowe.

- Podłączyć termorezystor do miernika N12T

· Wykonać takie same pomiary, jak w metodzie czteroprzewodowej; wyniki zestawić

w tabeli

Miejsce pomiaru	Miejsce przewodu łączącego	tx [°C]	tw [°C]	Δt [°C]
Zlewka	powietrze	22,1	22,2	-0,1
Czajnik			48,5	48,9	-0,4
Lód			0,1	0,3	-0,2

5. Opracowanie wyników

4.Dyskusja błędów pomiarowych:

-błędy wynikające z zakłóceń zewnętrznych (niestabilność zasilania multimetrów),

-błędy użytych mierników wynikające z dokładności i konstrukcji - miernik cyfrowy mierzy spadek napięcia na rezystorze zasilanym z tzw. idealnego źródła prądowego; błędy pojawiają się przy przekształcaniu napięcia na postać cyfrową metodą podwójnego całkowania i są spowodowane nieliniowością przetwarzania,

-błędy wynikające z warunków pomiaru (wyskalowanie mierników w innych warunkach ciśnienia, temperatury i wilgotności),

-wpływ rezystancji przewodów i połączeń (długość przewodów)

5. Wnioski

Dokładniejszą metoda pomiaru rezystancji jest metoda czteroprzewodowa gdyż wskazuje nam bezpośrednio stosunek napięcia do prądu. Metoda ta pomija rezystancje przewodów pomiarowych. Podobnie metoda trójprzewodowa która również pozwala pominąć opór przewodów pomiarowych. W metodzie dwuprzewodowej należało by od wyniku odjąć rezystancje przewodów pomiarowych.

Temperatura spoiny odniesienia musi mieć wartość stałą i znaną w celu wykonania pomiarów temperatury. Wartość temperatury spoiny określa nam przesunięcie charakterystyki, lecz nie powoduje zachwiania kształtu otrzymanych pomiarów.

5

---