1. Wstęp

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.

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
, 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
Wartości średnie	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
Wartości średnie	1220	1275.824	16
Wynik	T­cz =1220C		Trz=128016C

Uwaga:w pomiarze za błąd temperatury rzeczywistej przyjęto średnią błędów 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
Wartości średnie	1460	1541.864	16
Wynik	T­cz =1460C		Trz=154016C

Uwaga:w pomiarze za błąd temperatury rzeczywistej przyjęto średnią błędów 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
Wartości średnie	1618	1720.1	16
Wynik	T­cz =1618C		Trz=172016C

Uwaga:w pomiarze za błąd temperatury rzeczywistej przyjęto średnią błędów 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
Wartości średnie	1733	1851.464	16
Wynik	T­cz =1733C		Trz=185016C

Uwaga:w pomiarze za błąd temperatury rzeczywistej przyjęto średnią błędów 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
Wartości średnie	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
Wartości średnie	1923	2071.64	16
Wynik	T­cz =1923C		Trz=207016C

Uwaga:w pomiarze za błąd temperatury rzeczywistej przyjęto średnią błędów 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
Wartości średnie	2158	2349.661	16
Wynik	T­cz =2158C		Trz=235016C

Uwaga:w pomiarze za błąd temperatury rzeczywistej przyjęto średnią błędów 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
Wartości średnie	2350	2581.77	16
Wynik	T­cz =2350C		Trz=258016C

Uwaga:w pomiarze za błąd temperatury rzeczywistej przyjęto średnią błędów 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
Wartości średnie	2366.7	11	2602.18	30.6
Wynik	T­cz =237025C			Trz=260031C

Uwaga:za błąd pomiaru przyjęto niedokładność pirometru (25C).

3. Przykładowe obliczenia.

3.1. Obliczenia błędu Tcz

3.2. Obliczenia wartości Trz

3.3. Obliczenia Trz.

4. Wykres temperatury w zależności od pobieranej mocy.

Uwaga:Znaki + ograniczają pola błędów pomiarów.

5. Dyskusja błędów.

Zdecydowanie największy wpływ na błąd pomiaru temperatury miała trudność w jednoznacznej ocenie, czy oba włókna mają jednakową jasność. Spowodowało to duże rozbierzności w ocenie temperatury włókna (rzędu kilkudziesięciu stopni).

---