Uniwersytet Warmińsko-Mazurski Zbigniew Błaszczyk
w Olsztynie gr. II
Wydział Nauk Technicznych
kierunek: mechanika i budowa maszyn
ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z TERODYNAMIKI
TEMAT: Pomiary temperatury
Wyznaczanie charakterystyki dynamicznej
Zasada działania termometru termoelektrycznego jest oparta na zjawisku termoelektrycznym. W obwodzie zamkniętym składającym się z dwóch różnych metali płynie prąd elektryczny, jeżeli miejsca styku tych metali znajdują się w różnych temperaturach. Zjawisko to jest wynikiem efektu Peltiera (powstanie napięcia stykowego w miejscu zetknięcia się dwóch różnych metali) i zjawiska Thomsona (powstanie różnicy potencjałów w przewodniku, którego końce są umieszczone w różnych temperaturach). Powstająca w obwodzie siła termoelektryczna jest zależna od rodzaju metali a i b oraz temperatur T iT0.
Termometr termoelektryczny składa się z termoelementu, którego spoina pomiarowa jest umieszczona w temp. T1, termoelektrod 2 łączących się z przewiodami kompensacyjnymi 3. Spoiny odniesienia 5 (połączenia przewodów kompensacyjnych z przewodami łączącymi 4) są umieszczone w termostacie w stałej temperaturze odniesienia T0. Miernik 7 (miliwoltomierz) mierzy napięcie na zaciskach przyrządu (a nie siłę termoelektryczną termoelementu) co, wymaga zastosowania dodatkowego opornika wyrównawczego 6 o takiej wartości, by był spełniony warunek:
Rzn=RT+Rpk+Rp+Rw
Rzn- nominalna rezystancja zewnętrzna przy której wzorcowany był miernik
RT- rezystancja termoelementu
Rpk- rezystancja przewodów kompensacyjnych
Rp- rezystancja przewodów łączeniowych
Rw- rezystancja opornika wyrównawczego
RODZAJE TERMOMETRÓW
CHARAKTERYSTYKA DYNAMICZNA CZUJNIKA TERMOMETRYCZNEGO
Graficzny obraz krzywej wykładniczej ΔTcz=f(τ) otrzymanej na podstawie poniższego równania nazywany jest charakterystyka dynamiczną czujnika
Tabele wyników:
T a b e l a 1
|
Temperatura ( 0C) |
Napięcie (mV) |
1 |
22 |
0,14 |
2 |
24 |
0,22 |
3 |
26 |
0,32 |
4 |
28 |
0,43 |
5 |
30 |
0,53 |
6 |
32 |
0,64 |
7 |
34 |
0,74 |
8 |
36 |
0,85 |
9 |
38 |
0,96 |
10 |
40 |
1,06 |
11 |
42 |
1,17 |
12 |
44 |
1,27 |
13 |
46 |
1,38 |
14 |
48 |
1,49 |
15 |
50 |
1,60 |
16 |
52 |
1,70 |
17 |
54 |
1,81 |
18 |
56 |
1,92 |
19 |
58 |
2,03 |
20 |
60 |
2,13 |
T a b e l a 2
Temperatura ( 0C) |
Czas ustalenia się temperatury (s) |
|||
|
pomiar 1 |
pomiar 2 |
pomiar 3 |
średnia |
25 |
0,40 |
0,52 |
0,68 |
0,53 |
30 |
0,72 |
0,85 |
1,14 |
0,9 |
35 |
1,24 |
1,38 |
1,6 |
1,41 |
40 |
1,57 |
1,88 |
2,26 |
1,9 |
45 |
2,36 |
2,43 |
2,84 |
2,54 |
50 |
3,47 |
3,57 |
3,66 |
3,51 |
55 |
4,98 |
5,4 |
5,38 |
5,25 |
60 |
12,34 |
11,81 |
11,77 |
11,97 |
Temperatura odniesienia T0=200C