1. Temat ćwiczenia.

Pomiar temperatury i wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu wraz z wyznaczeniem pionowego gradientu temperatury

2. Cel i zakres ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z aparaturą pomiarową i metodami pomiaru podstawowych parametrów charakteryzujących mikroklimat.

3. Zakres ćwiczenia

Zakres ćwiczenia obejmuje wykonanie pomiaru temperatury i wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu za pomocą aparatury pomiarowej oraz wyznaczenie pionowego gradientu temperatury.

4. Podstawy teoretyczne.

Definicje podstawowych pojęć (z literatury przedmiotu: L. Wolski „Fizyka obiektów rolniczych" PWN 1987; S. Grabarczyk „Fizyka budowli. - komputerowe wspomaganie projektowania budownictwa energooszczędnego." OW PW 2005; J. Pogorzelski „Fizyka budowli"):

- temperatura,

- wilgotność względna,

- gradient temperatury (wzór na jego wyznaczanie),

- podstawy prawne określające wymagane wartości powyższych parametrów w budownictwie (Polskie Normy, Dzienniki Ustaw).

Metody pomiarów powyższych parametrów oraz aparatura służąca do ich wyznaczania.

5. Opis i charakterystyka aparatury pomiarowej oraz wykonanie pomiarów.

Aparatura pomiarowa używana w trakcie badań

1. Termohigrometry Termohigrometr LB-701 z panelem odczytowym LB-702

Rys. 26. Termohigrometr LB-701 z panelem odczytowym LB-702.

Sonda pomiarowa LB-701 składa się z cienkowarstwowego czujnika temperatury Pt-lOOO, cienkowarstwowego pojemnościowego czujnika wilgotności względnej, elektronicznych układów przetwarzających i układu programowanej pamięci nieulotnej, w której zapisywane są indywidualne charakterystyki sondy, oraz dane identyfikacyjne i techniczne. Czujniki pomiarowe sondy są chronione wymienną osłoną, której typ zależy od zastosowań. Przyrząd w wersji standardowej jest wyposażony w osłonę czujników - filtr zanieczyszczeń typu F2. Dane techniczne:

POMIAR TEMPERATURY
Niepewność pomiaru	+/- 0,2°C
Zakres pomiaru LB-701	-4O..+85°C
POMIAR WILGOTNOŚCI
Niepewność pomiaru	+/- 2.0%	w zakresie 10-90%
	+/- 4.0%	poza zakresem 10-90%
Zakres pomiaru LB-701	10-95%	dla temperatur do +40°C
	10-60%	dla temperatur do +70°C

			10-40%	dla temperatur do +80°C
POMIAR CIŚNIENIA (PANEL LB-702B)
Niepewność pomiaru			+/-1.0hPa	w zakresie temperatur 0..+50 °C
Zakres pomiaru			700-1100 hPa
ODCZYT POMIARÓW
Parametr		Zakres odczytu			Rozdzielczość
temperatura powietrza		-40.0..+80.0°C			0,1 °C
wilgotność względna		0.0.. 100.0%			0,1%
temperatura punktu rosy		-40.0..+100,0°C			0,1 °C
objętościowa zawartość pary wodnej w powietrzu		O..99999ppm			lppm
czas		mieś., dni, godz., min.			1 min
ciśnienie (opcjonalnie)		700...1100hPa			0.1 hPa
ZASILANIE
bateryjne	4 baterie R6 (AA)
sieciowe	zasilacz stabilizowany 9V DC
ZAKRES TEMPERATUR PRACY
Urządzenie			Zakres	Uwagi
Sonda LB-701			-4O..+85°C

Termohigrometry stacjonarne serii LB-710

\

Rys. 27. Termohigrometry stacjonarne LAB-EL, od lewej: LB-710B, LB-710M.

Termohigrometry stacjonarne LB-710, nie posiadają własnego wyświetlacza. Są głównie przeznaczone do tworzenia wielopunktowych systemów nadzoru klimatu. Termohigrometr LB-

710 może być umieszczony w dużej odległości (nawet kilka km) od odbiornika informacji, którym może być: regulator wilgotności, konwerter LB-486 lub poprzez konwerter LB-371 komputer PC z interfejsem RS-232.

Termohigrometr LB-710B jest przeznaczony do pomiaru temperatury i wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniach. Jest to urządzenie stacjonarne, o niewielkich rozmiarach, zasilane z zewnętrznego źródła. Dzięki zastosowaniu hermetycznej obudowy oraz odpowiedniego filtru chroniącego czujniki pomiarowe może pracować w miejscach o znacznym zapyleniu. W wersji standardowej jest on wyposażony w osłonę czujników - filtr zanieczyszczeń typuF3.

Przyrząd nie posiada mechanicznych elementów kalibracyjnych. Jego kalibracja polega na przesłaniu przez interfejs cyfrowy do nieulotnej pamięci przyrządu danych kalibracyjnych uzyskanych we wzorcowych warunkach klimatycznych, co gwarantuje wygodę i stabilność parametrów metrologicznych pomierzonych w czasie. Dane techniczne:

POMIAR TEMPERATURY
Niepewność pomiaru			+/- 0.4°C
Zakres pracy			O..+7O°C
POMIAR WILGOTNOŚCI
Niepewność pomiaru	+/- 2.0%	dla temperatury 25°C
Zakres pracy	0..100%	dla temperatur do +40°C
	0..60%	dla temperatur do +70°C
	O..4O%	dla temperatur do +85°C
ZASILANIE
zakres napięć	8..24V DC
pobór prądu	4mA	średnio
	25mA	maksymalnie

2. Termometry Termometr LB-710T

Rys. 28. Termometr LB-710T

Termometr LB-710T jest przeznaczony do pomiaru temperatury powietrza w zakresie -4O...+85°C. W wersji standardowej składa się z czujnika do pomiaru temperatury wykonanego w postaci „szpilki" ze stali nierdzewnej, zawierającego rezystor termometryczny PtlOOO, połączonego z przetwornikiem pomiarowym czterożyłowym kablem ekranowanym o długości od 1 do lOm.

Termometr LB-710T jest urządzeniem stacjonarnym o małych rozmiarach, zasilanym z zewnętrznego źródła. Jego konstrukcja oparta jest na wydajnym i oszczędnym energetycznie sterowniku mikroprocesorowym. Mikroprocesor wbudowany w przyrząd oblicza wynik pomiaru temperatury na podstawie znajomości nieliniowych charakterystyk czujnika temperatury oraz cyfrowych danych kalibracyjnych zapamiętanych podczas wzorcowania w pamięci.

Przyrząd może być dołączony do dowolnego systemu nadzorującego, np. regulatora klimatu LB-722, koncentratora LB-731, panelu LB-755, konwertera LB-486 albo za pomocą konwertera LB-371 do interfejsu RS232C dowolnego komputera. Umożliwia to zdalne i automatyczne sczytywanie danych pomiarowych.

Przyrząd nie posiada mechanicznych elementów kalibracyjnych. Jego wzorcowanie polega na przesłaniu, przez interfejs cyfrowy do nieulotnej pamięci, danych kalibracyjnych uzyskanych we wzorcowych temperaturach, co gwarantuje wygodę i wysoką dokładność wzorcowania oraz stabilność parametrów metrologicznych przyrządu w czasie. Dane techniczne:

DANE METROLOGICZNE
Pomiar temperatury	Maksymalny zakres pomiaru	-99,9...+ 199,9°C
	Niepewność pomiaru dla kalibracji jednopunktowej *1)	+/- 0,2°C, +/- 1 ostatnia cyfra
	Niepewność pomiaru dla kalibracji dwupunktowej *1)	+/- 0,1 °C, +/- 1 ostatnia cyfra
	Rozdzielczość pomiaru	0,l°C - standard
		0,01°C- opcja
Zakres temperatur pracy	Przetwornika pomiarowego	-4O...+85°C
	Czujnika temperatury (standardowego)	-6O...+9O°C (z wyłączeniem przewodu przyłączeniowego)
	Czujnika temperatury (specjalnego)	-100...+200°C (zależna od wersji czujnika)
Odczyt pomiarów	temperatura w zakresie	-99,9...+199,9°C, 0,1 °C
	numer seryjny przyrządu
	stan techniczny przyrządu

*1) - w zakresie o szerokości 50°C. Termometr ośmiokanałowy LB-711

Rys. 29. Termometr ośmiokanałowy LB-711

Termometr ośmiokanałowy LB-711 jest przeznaczony do pomiaru temperatury dowolnych mediów, w zakresie zależnym od użytych czujników pomiarowych - maksymalnie od -200 do +550 °C.

Przyrząd składa się z ośmiokanałowego przetwornika pomiarowego, do którego podłączonych jest od 1 do 8 czujników temperatury zawierających rezystory termometryczne

PtlOOO (PtlOO). W wersji standardowej TL-2 każda sonda jest wykonana ze stali nierdzewnej w postaci „szpilki". Konstrukcja czujnika temperatury w wersji specjalnej jest uzależniona od jego przeznaczenia.

Termometr LB-711 jest urządzeniem stacjonarnym, o małych rozmiarach, zasilanym z zewnętrznego źródła. Jego konstrukcja opiera się na oszczędnym energetycznie sterowniku mikroprocesorowym oraz precyzyjnym przetworniku A/C. Może on współpracować z panelem odczytowym, panelem stacji meteorologicznej LB-741, konwerterem LB-486 albo LB-371, może być dołączony do interfejsu RS232C dowolnego komputera PC. Obserwację wyników pomiarów oraz ich rejestrację na dysk komputera PC umożliwia program, który wchodzi w skład wyposażenia termometru.

Przyrząd nie posiada mechanicznych elementów kalibracyjnych. Jego wzorcowanie polega na przesłaniu przez interfejs cyfrowy do nieulotnej pamięci przyrządu danych kalibracyjnych uzyskanych we wzorcowych temperaturach. Gwarantuje to wygodę i wysoką dokładność wzorcowania oraz stabilność parametrów metrologicznych przyrządu w czasie.

Dane techniczne:

DANE METROLOGICZNE
Zakres pomiaru	-100...+200°C	zakres pomiarowy podstawowy, LB-711
	-2OO...+55O °C	zakres pomiarowy rozszerzony, LB-711E
Niepewność pomiaru	Kalibracj a j ednopunktowa	Kalibracja dwupunktowa	W zakresie o szerokości
LB-711	+/- 0,1 °C, +/-1 ostatnia cyfra	+/- 0,05 °C, +/- 1 ostatnia cyfra	50 °C
	+/- 0,2 °C, +/- 1 ostatnia cyfra	+/- 0,1 °C, +/- 1 ostatnia cyfra	100 °C
	+/- 0,4 °C, +/- 1 ostatnia cyfra	+/- 0,2 °C, +/-1 ostatnia cyfra	200 °C
LB-711 E	+/- 1,5 °C, +/- 1 ostatnia cyfra	+/- 0,8 °C, +/-1 ostatnia cyfra	400 °C
	+/- 3,0 °C, +/- 1 ostatnia cyfra	+/-1,5 °C, +/- 1 ostatnia cyfra	750 °C
Zakres temperatur pracy	Przetwornika pomiarowego		-40...+80 °C
	Sondy pomiarowej standardowej		-60...+90 °C
	Sondy pomiarowej specjalnej		-200...+550 °C
Rozdzielczość pomiaru	0,1 °C -standard	Konfigurowane podczas kalibracji przyrządu
	0,01 °C - opcja

ZASILANIE
Zakres napięć	8...24V DC
Pobór prądu	8mA	średnio
	25 mA	maksymalnie

3. Konwerter - rejestrator LB-486

Rys. 30. Konwerter LB-486

Konwerter LB-486 pozwala stworzyć stanowisko do kilkupunktowego, lokalnego monitoringu klimatu albo internetową stację meteorologiczną. Służy do dołączenia kilku przyrządów pomiarowych do standardowego komputera PC. Z wykorzystaniem modułu iBOX istnieje możliwość połączenia konwertera LB-486 i dołączonych do niego przyrządów pomiarowych bezpośrednio do Internetu (bez pośrednictwa komputera PC).

W wersji podstawowej konwerter LB-486 jest przeznaczony do równoczesnego przyłączenia do jednego portu RS-232 (COM) komputera PC:

- od 1 do 4 przyrządów pomiarowych pracujących z wykorzystaniem cyfrowej pętli prądowej (CPP, S300 LAB-EL), takich jak np.: LB-705, LB-710, LB-710D, LB-710DT, LB-710T, LB-711, LB-715, LB-716, LB-716D, LB-722, LB-724, LB-746, deszczomierza (np. ARG-100),

• dodatkowego urządzenia komunikującego się przez interfejs RS-485 (np. LB-741). Możliwe jest tworzenie dużych, rozproszonych systemów zbierania danych pomiarowych poprzez równoległe łączenie ze sobą do 30 sztuk konwerterów LB-486 za pomocą interfejsu RS-485.

Konwerter jest wyposażony w pamięć i zegar czasu rzeczywistego, co pozwala na buforowanie w jego aktualnej wersji kompletów wyników pomiarów ze wszystkich przyrządów i pobieranie ich w momentach dogodnych dla użytkownika. Ilość wyników, jaka może zmieścić się w pamięci urządzenia zależy od ilości i rodzaju dołączonych przyrządów i przykładowo, dla 4 sztuk termohigrometrów LB-710 (albo termohigrometrów LB-701 z panelem LB-705), bez deszczomierza wynosi 472 rekordy.

Dodatkowym wyposażeniem konwertera LB-486 może być program „Panel stacji meteo" pracujący w systemie Windows95/98, który umożliwia graficzną wizualizację bieżących wyników pomiarów na monitorze komputera oraz ich rejestrację na dysk.

Dane techniczne:

PARAMETR	WARTOŚĆ
Ilość wejść typu S300 do czujników LAB-EL:	4
Wejście do deszczomierza:	1
Interfejsy komunikacyjne:	RS-232, RS-485
Pamięć wyników pomiarów:	472 rekordy (z 4 termohigrometrów LB-710)
Zasilanie:	230 V / 6 VA / 50 Hz
Wymiary zewnętrzne (szerokość, głębokość, wysokość):	180x160x90 mm

6. Opis przeprowadzenia ćwiczenia

Na każdej, z wyznaczonych wysokości (0,5 m; 1 m; 2 m) w Sali laboratorium dokonać pomiaru w pięciu punktach wyznaczonej siatki pomiarowej według poniższego przykładu.

7. Wyniki badań.

Wyniki badań zaprezentować w formie tabelarycznej i interpretacji graficznej.

8. Analiza wyników badań.

•Średnia temperatura w pomieszczeniu.

•Średnia wilgotność względna w pomieszczeniu.

•Gradient temperatury.

•Porównanie wyników badań z wymogami normowymi.

9. WNIOSKI

---