Mariusz Iwański Bartosz Kosek rok II grupa 1

Wrocław,dn.12-11-1998

LABOLATORIUM Z FIZYKI OGÓLNEJ.

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 30.

TEMAT: Pomiar temperatury pirometrem.

OPIS TEORETYCZNY. WPROWADZENIE.

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 znikającym włóknem. Włókno zanikło wtedy, gdy w pewnym przedziale długości fali emitowało tyle samo energii co badane ciało. W ten sposób można było wyznaczyć temperaturę czarną badanego ciała a następnie obliczyć temperaturę rzeczywistą korzystając ze wzoru
, lub ze specjalnego nomogramu.

-1. PRZEBIEG ĆWICZENIA I WYNIKI OBLICZEŃ.

Przygotowanie.

Na początku należy ustawić pirometr w odległości ok. 80 cm od badanego obiektu, następnie włączyć pirometr i pokręcając okularem uzyskać ostry obraz włókna żarówki pirometru. Kolejnym etapem jest skierowanie obiektywu na włókno badanej żarówki i przez regulację obiektywem uzyskać ostry obraz tego włókna na tle włókna żarówki pirometru.

Pomiary.

W części pierwszej ćwiczenia pomiary były dokonane przy różnym ustawieniu mocy elektr.

Woltomierz : klasa 1,5 ; zakres 10 V

Amperomierz : klasa 0,5 ; zakres 7,5 A

Zakres 1 : 800 - 1400 °C

Zakres 2 : 1200 - 2000 °C

Zakres 3 : 1800 - 5000 °C

TEBELA 1

Lp.	zakres	U [V]	I [A]	P [W]	temp. czarna tcz [°C]	temp. czarna Tcz [K]	temp. rzeczywista Trz [K]
1	1	2.0	1.5	3	1130	1403.15	1478.52
2	1	2.5	1.7	4.25	1280	1553.15	1646.86
3	1	3.0	1.9	5.7	1390	1663.15	1771.76
4	2	4.0	2.2	8.8	1600	1873.15	2013.82
5	2	4.5	2.4	10.8	1725	1998.15	2160.23
6	2	5.0	2.5	12.5	1800	2073.15	2248.94
7	2	5.5	2.6	14.3	1875	2148.15	2338.33
8	3	8.0	3.2	25.6	2150	2423.15	2672.04
9	3	9.0	3.4	30.6	2250	2523.15	2795.81
10	3	10.0	3.6	36	2325	2598.15	2889.52

Obliczenie mocy : P=U⋅I

Zamiana temperatury czarnej w skali Celcjusza na temperaturę czarną w skali bezwzględnej.

Obliczenie temperatury rzeczywistej

W części drugiej ćwiczenia pomiary dokonano przy stałym 3 ustawieniach mocy elektr.

TEBELA 2

Lp.	U [V]	I [A]	temp. czarna tcz [°C]
1	2.5	1.7	1280
2	2.5	1.7	1270
3	2.5	1.7	1285
4	2.5	1.7	1265
5	2.5	1.7	1290
6	2.5	1.7	1285
7	2.5	1.7	1280
8	2.5	1.7	1275
9	2.5	1.7	1280
10	2.5	1.7	1285
		temp. średnia	1279.5

TEBELA 3

Lp.	U [V]	I [A]	temp. czarna tcz [°C]
1	4.2	2.3	1580
2	4.2	2.3	1570
3	4.2	2.3	1580
4	4.2	2.3	1585
5	4.2	2.3	1575
6	4.2	2.3	1590
7	4.2	2.3	1585
8	4.2	2.3	1575
9	4.2	2.3	1570
10	4.2	2.3	1585
		temp. średnia	1579.5

TEBELA 4

Lp.	U [V]	I [A]	temp. czarna tcz [°C]
1	9.2	3.5	2100
2	9.2	3.5	2125
3	9.2	3.5	2125
4	9.2	3.5	2100
5	9.2	3.5	2150
6	9.2	3.5	2125
7	9.2	3.5	2150
8	9.2	3.5	2100
9	9.2	3.5	2125
10	9.2	3.5	2150
		temp. średnia	2125

BŁEDY.

Błędy odczytu z przyrządów:

Błędy obliczenia mocy (dla tabeli 1) obliczone metodą różniczki zupełnej:

U [V]	I [A]	P [W]	ΔP
2	1.5	3	0.31
2.5	1.7	4.25	0.36
3	1.9	5.7	0.41
4	2.2	8.8	0.49
4.5	2.4	10.8	0.54
5	2.5	12.5	0.58
5.5	2.6	14.3	0.61
8	3.2	25.6	0.80
9	3.4	30.6	0.87
10	3.6	36	0.94

Błąd odczytu temperatury z pirometru (dla tabeli 2, 3 i 4)

błąd średni kwadratowy pojedynczego pomiaru

• zakres 1

• zakres 2

• zakres3

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

---