Wydział Elektryczny

Kierunek: Elektrotechnika

Studia II stopnia, semestr I

LABORATORIUM

MIERNICTWA WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH

Właściwości dynamiczne przetworników temperatury

Sekcja 1

Brzezinka Grzegorz

Potrawa Krzysztof

Ucka Piotr

Strzelec Tomasz

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest eksperymentalne wyznaczenie charakterystyki dynamicznej przemysłowych czujników termometrycznych w różnych ośrodkach pomiarowych. Należy wyznaczyć parametry charakterystyczne badanych czujników.

2. Opis stanowiska laboratoryjnego

Na rys.1 przedstawiono schemat stanowiska laboratoryjnego do badania

charakterystyki dynamicznej termorezystorów. Badany czujnik (termorezystor RT)

umieszcza się w sposób skokowy w ośrodku pomiarowym o określonej temperaturze.

Temperatura ośrodka pomiarowego jest stabilizowana za pomocą naczynia

kalorymetrycznego 1. W ćwiczeniu jako ośrodek pomiarowy wykorzystuje się otoczenie (powietrze o temperaturze T0) oraz kąpiele wodne 2 o różnych

temperaturach. Kąpiele te znajdują się w dwóch naczyniach kalorymetrycznych1.

Temperaturę kąpieli kontroluje jest termometrem 3. Badany termorezystor RT włączony

jest w układ mostka 4 zasilanego stabilizowanym napięciem UZ. Mierzonym sygnałem

wyjściowym Y(t) jest napięcie nierównowagi mostka UM. Ponieważ napięcie UM jest

proporcjonalne do rezystancji Rs czujnika to przebieg czasowy tego napięcia jest taki sam

jak przebieg czasowy zmiany rezystancji czujnika. Rezystor RN w mostku pomiarowym

służy do równoważenia mostka (mostek zwykle równoważy się w temperaturze

początkowej T0). W chwili zanurzenia czujnika w kąpieli rozpoczyna się automatycznie

proces pomiaru i rejestracji napięcia nierównowagi mostka UM za pomocą

mikroprocesorowego rejestratora współpracującego z komputerem. Bieżące wartości

napięcia nierównowagi mostka są zapisywane w komputerze do pliku w formacie Excela

oraz przedstawiane w postaci wykresu h(t) na ekranie monitora.

Rys.1 Schemat stanowiska do wyznaczania charakterystyki dynamicznej

termorezystorów w środowisku ciekłym.

3. Tabele przedstawiające pomiary czujników termoelektrycznych

W poniższych tabelach przedstawione są pomiary dwóch czujników termoelektrycznych Pt100, różniących się między sobą osłonami metalowymi. Czujniki były badane w różnych otoczeniach i to również zostanie przedstawione w tabelkach poniżej.

Tablica 1. Nagrzewanie czujnika bez osłony poprzez przenoszenie go z otoczenia „powietrze” do otoczenia „gorąca woda”.

t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]
0	0,2	36,8	37,2	73,6	40,8	110,4	41,2	147,2	41,2
0,8	0,2	37,6	37,2	74,4	41	111,2	41,2	148	41,2
1,6	0,2	38,4	37,4	75,2	41	112	41,2	148,8	41,2
2,4	0,2	39,2	37,6	76	41	112,8	41,2	149,6	41,2
3,2	0,4	40	37,8	76,8	41	113,6	41,2	150,4	41,2
4	1,4	40,8	38	77,6	41	114,4	41,2	151,2	41,2
4,8	3,4	41,6	38,2	78,4	41	115,2	41,2	152	41,2
5,6	5,6	42,4	38,4	79,2	41	116	41,2	152,8	41,2
6,4	6,8	43,2	38,6	80	41	116,8	41,2	153,6	41,2
7,2	8,8	44	38,8	80,8	41	117,6	41,2	154,4	41,2
8	10,6	44,8	38,8	81,6	41	118,4	41,2	155,2	41,2
8,8	11,8	45,6	39	82,4	41	119,2	41,2	156	41,2
9,6	13,4	46,4	39	83,2	41	120	41,2	156,8	41,2
10,4	15	47,2	39,2	84	41	120,8	41,2	157,6	41,2
11,2	16	48	39,2	84,8	41,2	121,6	41,2	158,4	41,2
12	17,6	48,8	39,4	85,6	41,2	122,4	41,2	159,2	41,2
12,8	18,8	49,6	39,6	86,4	41,2	123,2	41,2	160	41,2
13,6	19,6	50,4	39,6	87,2	41,2	124	41,2	160,8	41,2
14,4	20,8	51,2	39,8	88	41,2	124,8	41,2	161,6	41,2
15,2	22,2	52	39,8	88,8	41,2	125,6	41,2	162,4	41,2
16	22,8	52,8	40	89,6	41,2	126,4	41,2	163,2	41,2
16,8	23,8	53,6	40	90,4	41,2	127,2	41,2	164	41,2
17,6	25	54,4	40	91,2	41,2	128	41,2	164,8	41,2
18,4	25,6	55,2	40,2	92	41,2	128,8	41,2	165,6	41,2
19,2	26,6	56	40,2	92,8	41,2	129,6	41,2	166,4	41,2
20	27,4	56,8	40,2	93,6	41,2	130,4	41,2
20,8	27,8	57,6	40,2	94,4	41,2	131,2	41,2
21,6	28,8	58,4	40,4	95,2	41,2	132	41,2
22,4	29,6	59,2	40,4	96	41,2	132,8	41,2
23,2	30	60	40,4	96,8	41,2	133,6	41,2
24	30,6	60,8	40,6	97,6	41,2	134,4	41,2
24,8	31,2	61,6	40,6	98,4	41,2	135,2	41,2
25,6	31,8	62,4	40,6	99,2	41,2	136	41,2
26,4	32,4	63,2	40,6	100	41,2	136,8	41,2
27,2	33	64	40,8	100,8	41,2	137,6	41,2
28	33,2	64,8	40,8	101,6	41,2	138,4	41,2
28,8	33,6	65,6	40,8	102,4	41,2	139,2	41,2
29,6	34,2	66,4	40,8	103,2	41,2	140	41,2
30,4	34,6	67,2	40,8	104	41,2	140,8	41,2
31,2	35	68	40,8	104,8	41,2	141,6	41,2
32	35,2	68,8	40,8	105,6	41,2	142,4	41,2
32,8	35,6	69,6	40,8	106,4	41,2	143,2	41,2
33,6	35,8	70,4	40,8	107,2	41,2	144	41,2
34,4	36,4	71,2	40,8	108	41,2	144,8	41,2
35,2	36,6	72	40,8	108,8	41,2	145,6	41,2
36	36,8	72,8	41	109,6	41,2	146,4	41,2

Tablica 2. Ochładzanie czujnika bez osłony poprzez przenoszenie go z otoczenia „gorąca woda” do otoczenia „powietrze”.

t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]
0,0	41,2	48,0	13,0	96,0	5,6	144,0	2,8	192,0	1,0
0,8	41,2	48,8	13,0	96,8	5,6	144,8	2,8	192,8	1,0
1,6	41,2	49,6	12,8	97,6	5,4	145,6	2,8	193,6	1,0
2,4	41,0	50,4	12,4	98,4	5,4	146,4	2,6	194,4	1,0
3,2	40,8	51,2	12,2	99,2	5,4	147,2	2,6	195,2	1,0
4,0	40,6	52,0	12,2	100,0	5,2	148,0	2,6	196,0	1,0
4,8	40,0	52,8	11,8	100,8	5,2	148,8	2,6	196,8	1,0
5,6	39,4	53,6	11,6	101,6	5,2	149,6	2,6	197,6	0,8
6,4	39,0	54,4	11,6	102,4	5,0	150,4	2,6	198,4	0,8
7,2	38,2	55,2	11,2	103,2	5,0	151,2	2,6	199,2	1,0
8,0	37,4	56,0	11,0	104,0	4,8	152,0	2,4	200,0	0,8
8,8	37,0	56,8	10,8	104,8	5,0	152,8	2,4	200,8	0,8
9,6	36,0	57,6	10,6	105,6	5,0	153,6	2,4	201,6	0,8
10,4	35,2	58,4	10,6	106,4	4,8	154,4	2,4	202,4	0,6
11,2	34,4	59,2	10,2	107,2	4,6	155,2	2,2	203,2	0,8
12,0	33,8	60,0	10,2	108,0	4,6	156,0	2,4	204,0	0,6
12,8	33,0	60,8	10,0	108,8	4,6	156,8	2,2	204,8	0,8
13,6	32,2	61,6	10,0	109,6	4,6	157,6	2,2	205,6	0,6
14,4	31,6	62,4	9,8	110,4	4,6	158,4	2,2	206,4	0,6
15,2	31,0	63,2	9,6	111,2	4,4	159,2	2,2	207,2	0,6
16,0	30,4	64,0	9,4	112,0	4,6	160,0	2,2	208,0	0,6
16,8	29,6	64,8	9,2	112,8	4,4	160,8	2,2	208,8	0,6
17,6	29,0	65,6	9,0	113,6	4,4	161,6	2,2	209,6	0,6
18,4	28,4	66,4	9,0	114,4	4,2	162,4	2,0	210,4	0,6
19,2	27,8	67,2	8,8	115,2	4,2	163,2	2,0	211,2	0,6
20,0	27,2	68,0	8,8	116,0	4,2	164,0	1,8	212,0	0,4
20,8	26,6	68,8	8,4	116,8	4,2	164,8	2,0	212,8	0,6
21,6	26,0	69,6	8,6	117,6	4,2	165,6	2,0	213,6	0,4
22,4	25,4	70,4	8,4	118,4	4,2	166,4	1,8	214,4	0,4
23,2	25,0	71,2	8,2	119,2	4,0	167,2	1,8	215,2	0,4
24,0	24,4	72,0	8,0	120,0	4,0	168,0	1,8	216,0	0,4
24,8	23,8	72,8	8,0	120,8	3,8	168,8	2,0	216,8	0,4
25,6	23,4	73,6	8,0	121,6	4,0	169,6	1,8	217,6	0,2
26,4	22,8	74,4	7,8	122,4	4,0	170,4	1,8	218,4	0,4
27,2	22,4	75,2	7,6	123,2	3,8	171,2	1,8	219,2	0,4
28,0	22,0	76,0	7,6	124,0	3,8	172,0	1,6	220,0	0,2
28,8	21,4	76,8	7,4	124,8	3,8	172,8	1,8	220,8	0,4
29,6	21,0	77,6	7,4	125,6	3,6	173,6	1,8	221,6	0,4
30,4	20,8	78,4	7,4	126,4	3,6	174,4	1,6	222,4	0,2
31,2	20,2	79,2	7,0	127,2	3,6	175,2	1,6	223,2	0,2
32,0	19,8	80,0	7,2	128,0	3,6	176,0	1,6	224,0	0,2
32,8	19,4	80,8	7,2	128,8	3,6	176,8	1,6	224,8	0,2
33,6	19,0	81,6	7,0	129,6	3,4	177,6	1,6	225,6	0,2
34,4	18,6	82,4	6,8	130,4	3,4	178,4	1,6	226,4	0,2
35,2	18,2	83,2	6,8	131,2	3,4	179,2	1,4	227,2	0,2
36,0	17,8	84,0	6,6	132,0	3,4	180,0	1,4	228,0	0,2
36,8	17,2	84,8	6,6	132,8	3,2	180,8	1,4	228,8	0,2
37,6	17,0	85,6	6,6	133,6	3,4	181,6	1,4	229,6	0,2
38,4	16,6	86,4	6,4	134,4	3,4	182,4	1,4	230,4	0,0
39,2	16,2	87,2	6,4	135,2	3,2	183,2	1,2	231,2	0,0
40,0	16,0	88,0	6,2	136,0	3,2	184,0	1,4	232,0	0,2
40,8	15,6	88,8	6,4	136,8	3,2	184,8	1,2	232,8	0,2
41,6	15,4	89,6	6,2	137,6	3,2	185,6	1,2	233,6	0,0
42,4	15,0	90,4	6,2	138,4	3,0	186,4	1,2	234,4	0,0
43,2	14,8	91,2	6,0	139,2	3,0	187,2	1,2	235,2	0,0
44,0	14,4	92,0	5,8	140,0	3,0	188,0	1,2	236,0	0,0
44,8	14,2	92,8	6,0	140,8	2,8	188,8	1,2	236,8	0,0
45,6	14,0	93,6	5,8	141,6	2,8	189,6	1,0	237,6	0,0
46,4	13,6	94,4	5,8	142,4	3,0	190,4	1,2
47,2	13,4	95,2	5,6	143,2	3,0	191,2	1,2

Tablica 3. Nagrzewanie czujnika bez osłony poprzez przenoszenie go z otoczenia „zimna woda” do otoczenia „gorąca woda”.

t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]
0	0	24,8	33,4	50,4	44,6	75,2	46,4	100	46,6
0,8	0	25,6	34	51,2	44,8	76	46,4	100,8	46,6
1,6	0	26,4	34,8	52	45	76,8	46,4	101,6	46,6
2,4	0	27,2	35,4	52,8	45	77,6	46,4	102,4	46,6
3,2	0	28	36	53,6	45,2	78,4	46,6	103,2	46,6
4	0	28,8	36,6	54,4	45,2	79,2	46,4	104	46,6
4,8	0	29,6	37,4	55,2	45,4	80	46,4	104,8	46,6
5,6	0	30,4	37,6	56	45,4	80,8	46,6	105,6	46,6
6,4	1	31,2	38,2	56,8	45,4	81,6	46,6	106,4	46,6
7,2	3,2	32	38,8	57,6	45,6	82,4	46,6	107,2	46,6
8	5,6	32,8	39,2	58,4	45,6	83,2	46,6	108	46,6
8,8	7,2	33,6	39,6	59,2	45,6	84	46,6	108,8	46,6
9,6	9,4	34,4	40	60	45,8	84,8	46,6	109,6	46,6
10,4	11,4	35,2	40,2	60,8	45,8	85,6	46,6	110,4	46,6
11,2	13	36	40,8	61,6	45,8	86,4	46,6	111,2	46,6
12	14,8	36,8	41,2	62,4	45,8	87,2	46,6	112	46,6
12,8	16,8	37,6	41,4	63,2	46	88	46,6	112,8	46,6
13,6	17,8	38,4	41,6	64	46	88,8	46,6	113,6	46,6
14,4	19,6	39,2	42,2	64,8	46	89,6	46,6	114,4	46,6
15,2	21,2	40	42,2	65,6	46,2	90,4	46,6	115,2	46,6
16	22	40,8	42,6	66,4	46,2	91,2	46,6	116	46,6
16,8	23,4	41,6	42,8	67,2	46,2	92	46,6	116,8	46,6
17,6	24,8	42,4	42,8	68	46,2	92,8	46,6	117,6	46,6
18,4	25,6	43,2	43,2	68,8	46,2	93,6	46,6	118,4	46,6
19,2	27	44	43,4	69,6	46,2	94,4	46,6	119,2	46,6
20	28,2	44,8	43,6	70,4	46,2	95,2	46,6	120	46,8
20,8	28,8	45,6	43,6	71,2	46,4	96	46,6
21,6	30	46,4	44	72	46,2	96,8	46,6
22,4	31	47,2	44	72,8	46,4	97,6	46,6
23,2	31,8	48	44,2	73,6	46,4	98,4	46,6
24	32,6	48,8	44,4	74,4	46,4	99,2	46,6

Tablica 4. Ochładzanie czujnika bez osłony poprzez przenoszenie go z otoczenia „gorąca woda” do otoczenia „zimna woda”.

t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]
0	46,8	24	12,4	48	3	72	0,8	96	0,4
0,8	46,8	24,8	12	48,8	2,8	72,8	0,8	96,8	0,2
1,6	46,8	25,6	11,4	49,6	2,6	73,6	0,8	97,6	0,4
2,4	46,4	26,4	10,8	50,4	2,6	74,4	0,8	98,4	0,4
3,2	46,2	27,2	10,2	51,2	2,6	75,2	0,8	99,2	0,2
4	45	28	9,6	52	2,4	76	0,8	100	0,2
4,8	42,6	28,8	9,4	52,8	2,2	76,8	0,8	100,8	0,4
5,6	40,2	29,6	8,8	53,6	2,2	77,6	0,8	101,6	0,2
6,4	38,8	30,4	8,4	54,4	2,2	78,4	0,6	102,4	0,4
7,2	36,4	31,2	8	55,2	2	79,2	0,6	103,2	0,2
8	34,4	32	7,6	56	2	80	0,6	104	0,2
8,8	33,2	32,8	7,2	56,8	1,8	80,8	0,6	104,8	0,4
9,6	31,4	33,6	7	57,6	1,8	81,6	0,6	105,6	0,2
10,4	29,6	34,4	6,6	58,4	1,8	82,4	0,6	106,4	0,4
11,2	28,4	35,2	6,2	59,2	1,6	83,2	0,4	107,2	0,2
12	27	36	5,8	60	1,6	84	0,6	108	0,2
12,8	25,4	36,8	5,6	60,8	1,6	84,8	0,6	108,8	0,2
13,6	24,4	37,6	5,4	61,6	1,4	85,6	0,4	109,6	0,2
14,4	23,2	38,4	5,2	62,4	1,4	86,4	0,6	110,4	0,2
15,2	21,8	39,2	5	63,2	1,4	87,2	0,6	111,2	0,2
16	21	40	4,6	64	1,4	88	0,4	112	0,2
16,8	19,8	40,8	4,4	64,8	1,2	88,8	0,6	112,8	0,2
17,6	18,6	41,6	4,2	65,6	1	89,6	0,4	113,6	0,2
18,4	18	42,4	4,2	66,4	1,2	90,4	0,4	114,4	0,2
19,2	17	43,2	4	67,2	1,2	91,2	0,4	115,2	0,2
20	16	44	3,6	68	1	92	0,4	116	0,2
20,8	15,4	44,8	3,6	68,8	1	92,8	0,4	116,8	0,2
21,6	14,6	45,6	3,4	69,6	1	93,6	0,2	117,6	0
22,4	13,8	46,4	3,2	70,4	0,8	94,4	0,2	96	0,4
23,2	13,2	47,2	3	71,2	1	95,2	0,4	96,8	0,2

Tablica 5. Nagrzewanie czujnika z dodatkową osłoną poprzez przenoszenie go z otoczenia „powietrze” do otoczenia „gorąca woda”.

t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]
0	0	98,4	28,4	196,8	38,4	295,2	40,8	393,6	41,2
2,4	0	100,8	28,8	199,2	38,6	297,6	40,8	396	41,2
4,8	0	103,2	29,4	201,6	38,4	300	40,8	398,4	41,2
7,2	0,4	105,6	29,8	204	38,8	302,4	40,8	400,8	41,2
9,6	0,6	108	30,2	206,4	38,8	304,8	40,8	403,2	41,2
12	1,4	110,4	30,6	208,8	38,8	307,2	40,8	405,6	41,2
14,4	2	112,8	31	211,2	38,8	309,6	40,8	408	41,2
16,8	2,6	115,2	31,4	213,6	39	312	40,8	410,4	41,2
19,2	3,4	117,6	31,8	216	39,2	314,4	41	412,8	41,4
21,6	4,2	120	32	218,4	39,2	316,8	41	415,2	41,4
24	5,2	122,4	32,4	220,8	39,2	319,2	41	417,6	41,4
26,4	6	124,8	32,8	223,2	39,2	321,6	41	420	41,2
28,8	7	127,2	33	225,6	39,4	324	41	422,4	41,4
31,2	7,8	129,6	33,4	228	39,4	326,4	41	424,8	41,4
33,6	8,8	132	33,6	230,4	39,6	328,8	41	427,2	41,2
36	9,8	134,4	33,8	232,8	39,4	331,2	41	429,6	41,4
38,4	10,8	136,8	34,2	235,2	39,6	333,6	41,2	432	41,4
40,8	11,8	139,2	34,4	237,6	39,6	336	41,2	434,4	41,4
43,2	12,6	141,6	34,6	240	39,8	338,4	41	436,8	41,4
45,6	13,6	144	35	242,4	39,8	340,8	41,2	439,2	41,2
48	14,4	146,4	35	244,8	39,8	343,2	41,2	441,6	41,4
50,4	15,2	148,8	35,4	247,2	40	345,6	41	444	41,4
52,8	16,2	151,2	35,6	249,6	40	348	41,2	446,4	41,2
55,2	17	153,6	35,6	252	40	350,4	41,2	448,8	41,4
57,6	18	156	36	254,4	40	352,8	41,2	451,2	41,4
60	18,6	158,4	36,2	256,8	40,2	355,2	41,2	453,6	41,4
62,4	19,4	160,8	36,2	259,2	40,2	357,6	41,2	456	41,4
64,8	20,2	163,2	36,4	261,6	40,2	360	41,2	458,4	41,4
67,2	21	165,6	36,6	264	40,2	362,4	41,2	460,8	41,4
69,6	21,6	168	37	266,4	40,2	364,8	41,2	463,2	41,4
72	22,4	170,4	37	268,8	40,4	367,2	41,2	465,6	41,4
74,4	23	172,8	37	271,2	40,4	369,6	41,2	468	41,4
76,8	23,6	175,2	37,2	273,6	40,4	372	41,4	470,4	41,4
79,2	24,2	177,6	37,4	276	40,4	374,4	41,4	472,8	41,4
81,6	24,8	180	37,6	278,4	40,6	376,8	41,2	475,2	41,4
84	25,4	182,4	37,6	280,8	40,6	379,2	41,2	477,6	41,4
86,4	26	184,8	37,8	283,2	40,6	381,6	41,2	480	41,2
88,8	26,6	187,2	37,8	285,6	40,6	384	41,2	393,6	41,2
91,2	27	189,6	38	288	40,6	386,4	41,4	396	41,2
93,6	27,6	192	38,2	290,4	40,6	388,8	41,2	398,4	41,2
96	28	194,4	38,4	292,8	40,6	391,2	41,2	400,8	41,2

Tablica 6. Ochładzanie czujnika z dodatkową osłoną poprzez przenoszenie go z otoczenia „gorąca woda” do otoczenia „powietrze”.

t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]	t[s]	U[mV]
0	41,4	290,4	20,6	580,8	12	871,2	7,4	1161,6	5
2,4	41,4	292,8	20,4	583,2	11,8	873,6	7,2	1164	4,8
4,8	41,4	295,2	20,4	585,6	11,8	876	7,4	1166,4	4,8
7,2	41,4	297,6	20,2	588	11,8	878,4	7,4	1168,8	5
9,6	41,2	300	20,2	590,4	11,6	880,8	7,2	1171,2	4,8
12	41,2	302,4	20	592,8	11,8	883,2	7,2	1173,6	4,8
14,4	41	304,8	20	595,2	11,6	885,6	7,2	1176	4,6
16,8	40,8	307,2	20	597,6	11,6	888	7,2	1178,4	4,8
19,2	40,8	309,6	19,8	600	11,6	890,4	7,2	1180,8	4,8
21,6	40,6	312	19,6	602,4	11,6	892,8	7,2	1183,2	4,8
24	40,2	314,4	19,6	604,8	11,4	895,2	7,2	1185,6	4,6
26,4	40,2	316,8	19,4	607,2	11,4	897,6	7,2	1188	4,6
28,8	39,8	319,2	19,4	609,6	11,4	900	7,2	1190,4	4,6
31,2	39,6	321,6	19,2	612	11,2	902,4	7,2	1192,8	4,8
33,6	39,4	324	19,2	614,4	11,2	904,8	7	1195,2	4,6
36	39,2	326,4	19,2	616,8	11,2	907,2	7	1197,6	4,6
38,4	38,8	328,8	19	619,2	11,2	909,6	7	1200	4,6
40,8	38,4	331,2	19	621,6	11	912	6,8	1202,4	4,6
43,2	38,4	333,6	18,8	624	11,2	914,4	7	1204,8	4,6
45,6	38	336	18,8	626,4	11	916,8	6,8	1207,2	4,6
48	37,6	338,4	18,6	628,8	11	919,2	6,8	1209,6	4,6
50,4	37,4	340,8	18,6	631,2	11	921,6	7	1212	4,4
52,8	37,2	343,2	18,6	633,6	11	924	6,8	1214,4	4,6
55,2	37	345,6	18,4	636	10,8	926,4	6,8	1216,8	4,6
57,6	36,6	348	18,2	638,4	10,8	928,8	6,8	1219,2	4,6
60	36,4	350,4	18,2	640,8	10,8	931,2	6,8	1221,6	4,4
62,4	36,2	352,8	18,2	643,2	10,6	933,6	6,8	1224	4,6
64,8	35,8	355,2	18,2	645,6	10,8	936	6,8	1226,4	4,6
67,2	35,6	357,6	18	648	10,6	938,4	6,8	1228,8	4,4
69,6	35,2	360	18	650,4	10,6	940,8	6,6	1231,2	4,4
72	35	362,4	17,8	652,8	10,6	943,2	6,6	1233,6	4,4
74,4	34,8	364,8	17,8	655,2	10,4	945,6	6,8	1236	4,4
76,8	34,4	367,2	17,6	657,6	10,6	948	6,6	1238,4	4,4
79,2	34,4	369,6	17,6	660	10,4	950,4	6,6	1240,8	4,4
81,6	34	372	17,4	662,4	10,4	952,8	6,6	1243,2	4,4
84	33,8	374,4	17,4	664,8	10,2	955,2	6,6	1245,6	4,4
86,4	33,6	376,8	17,4	667,2	10,4	957,6	6,4	1248	4,4
88,8	33,2	379,2	17,4	669,6	10,4	960	6,4	1250,4	4,4
91,2	33	381,6	17,2	672	10,2	962,4	6,6	1252,8	4,4
93,6	32,8	384	17	674,4	10,2	964,8	6,4	1255,2	4,2
96	32,6	386,4	17	676,8	10,2	967,2	6,4	1257,6	4,2
98,4	32,4	388,8	17	679,2	10	969,6	6,4	1260	4,2
100,8	32,2	391,2	16,8	681,6	10	972	6,4	1262,4	4,2
103,2	32	393,6	16,8	684	10	974,4	6,4	1264,8	4,2
105,6	31,8	396	16,8	686,4	10	976,8	6,2	1267,2	4,2
108	31,6	398,4	16,8	688,8	9,8	979,2	6,4	1269,6	4,2
110,4	31,4	400,8	16,4	691,2	9,8	981,6	6,2	1272	4,2
112,8	31	403,2	16,4	693,6	9,8	984	6,4	1274,4	4,2
115,2	31	405,6	16,4	696	10	986,4	6,2	1276,8	4,2
117,6	30,8	408	16,2	698,4	9,8	988,8	6,2	1279,2	4,2
120	30,4	410,4	16,2	700,8	9,8	991,2	6,2	1281,6	4,2
122,4	30,4	412,8	16,2	703,2	9,6	993,6	6,2	1284	4,2
124,8	30,2	415,2	16,2	705,6	9,6	996	6,2	1286,4	4
127,2	29,8	417,6	16,2	708	9,6	998,4	6,2	1288,8	4
129,6	29,6	420	15,8	710,4	9,6	1000,8	6,2	1291,2	4,2
132	29,6	422,4	16	712,8	9,6	1003,2	6	1293,6	4,2
134,4	29,4	424,8	15,8	715,2	9,6	1005,6	6,2	1296	4
136,8	29,2	427,2	15,8	717,6	9,4	1008	6	1298,4	4,2
139,2	29	429,6	15,6	720	9,4	1010,4	6	1300,8	4
141,6	29	432	15,6	722,4	9,4	1012,8	6	1303,2	4
144	28,8	434,4	15,4	724,8	9,4	1015,2	6	1305,6	4
146,4	28,6	436,8	15,4	727,2	9,2	1017,6	6	1308	4
148,8	28,4	439,2	15,4	729,6	9,2	1020	6	1310,4	4
151,2	28	441,6	15,2	732	9,2	1022,4	6	1312,8	4,2
153,6	27,8	444	15,2	734,4	9,2	1024,8	5,8	1315,2	4
156	27,8	446,4	15,2	736,8	9,2	1027,2	5,8	1317,6	3,8
158,4	27,6	448,8	15	739,2	9,2	1029,6	5,8	1320	3,8
160,8	27,4	451,2	15,2	741,6	9,2	1032	5,8	1322,4	4
163,2	27,4	453,6	15	744	9,2	1034,4	5,8	1324,8	4
165,6	27	456	15	746,4	9	1036,8	5,8	1327,2	3,8
168	27	458,4	14,8	748,8	9	1039,2	5,8	1329,6	4
170,4	26,8	460,8	14,8	751,2	8,8	1041,6	5,8	1332	3,8
172,8	26,6	463,2	14,6	753,6	9	1044	5,6	1334,4	4
175,2	26,4	465,6	14,6	756	9	1046,4	5,6	1336,8	4
177,6	26,4	468	14,6	758,4	9	1048,8	5,8	1339,2	3,8
180	26,2	470,4	14,4	760,8	8,8	1051,2	5,6	1341,6	4
182,4	26	472,8	14,4	763,2	8,8	1053,6	5,6	1344	4
184,8	26	475,2	14,4	765,6	8,6	1056	5,6	1346,4	3,8
187,2	25,8	477,6	14,2	768	8,8	1058,4	5,8	1348,8	3,8
189,6	25,6	480	14,4	770,4	8,6	1060,8	5,6	1351,2	3,8
192	25,4	482,4	14,2	772,8	8,6	1063,2	5,6	1353,6	3,8
194,4	25,4	484,8	14	775,2	8,6	1065,6	5,6	1356	3,8
196,8	25,2	487,2	14,2	777,6	8,6	1068	5,6	1358,4	3,8
199,2	25	489,6	14	780	8,4	1070,4	5,6	1360,8	3,8
201,6	25	492	14	782,4	8,6	1072,8	5,6	1363,2	3,8
204	24,8	494,4	13,8	784,8	8,4	1075,2	5,6	1365,6	3,8
206,4	24,6	496,8	13,8	787,2	8,4	1077,6	5,4	1368	3,8
208,8	24,4	499,2	13,8	789,6	8,4	1080	5,4	1370,4	3,6
211,2	24,4	501,6	13,8	792	8,4	1082,4	5,6	1372,8	3,8
213,6	24,2	504	13,6	794,4	8,4	1084,8	5,6	1375,2	3,8
216	24,2	506,4	13,6	796,8	8,4	1087,2	5,4	1377,6	3,8
218,4	24	508,8	13,6	799,2	8,4	1089,6	5,4	1380	3,8
220,8	23,8	511,2	13,4	801,6	8,2	1092	5,4	1382,4	3,6
223,2	23,8	513,6	13,4	804	8,2	1094,4	5,4	1384,8	3,6
225,6	23,6	516	13,4	806,4	8,2	1096,8	5,2	1387,2	3,6
228	23,4	518,4	13,4	808,8	8,2	1099,2	5,4	1389,6	3,6
230,4	23,2	520,8	13,2	811,2	8,2	1101,6	5,4	1392	3,6
232,8	23,4	523,2	13,2	813,6	8	1104	5,4	1394,4	3,6
235,2	23	525,6	13,2	816	8,2	1106,4	5,4	1396,8	3,6
237,6	23	528	13,2	818,4	8,2	1108,8	5,2	1399,2	3,6
240	23	530,4	13	820,8	8	1111,2	5,2	1401,6	3,6
242,4	22,8	532,8	13	823,2	8	1113,6	5,2	1404	3,6
244,8	22,6	535,2	12,8	825,6	7,8	1116	5,2	1406,4	3,6
247,2	22,6	537,6	13	828	8	1118,4	5,2	1408,8	3,6
249,6	22,4	540	12,8	830,4	7,8	1120,8	5,2	1411,2	3,4
252	22,2	542,4	12,8	832,8	7,8	1123,2	5	1413,6	3,6
254,4	22,2	544,8	12,6	835,2	7,8	1125,6	5	1416	3,6
256,8	22,2	547,2	12,6	837,6	7,8	1128	5,2	1418,4	3,6
259,2	22	549,6	12,6	840	7,8	1130,4	5	1420,8	3,4
261,6	21,8	552	12,4	842,4	7,8	1132,8	5	1423,2	3,6
264	21,8	554,4	12,4	844,8	7,8	1135,2	5,2	1425,6	3,6
266,4	21,6	556,8	12,4	847,2	7,8	1137,6	5	1428	3,4
268,8	21,4	559,2	12,4	849,6	7,6	1140	5	1430,4	3,6
271,2	21,4	561,6	12,2	852	7,6	1142,4	5	1432,8	3,4
273,6	21,4	564	12,2	854,4	7,6	1144,8	5	1435,2	3,6
276	21,2	566,4	12,2	856,8	7,4	1147,2	5	1437,6	3,4
278,4	21,2	568,8	12,2	859,2	7,4	1149,6	5	1440	3,4
280,8	21	571,2	12,2	861,6	7,6	1152	5
283,2	20,8	573,6	12	864	7,4	1154,4	4,8
285,6	20,6	576	12	866,4	7,4	1156,8	4,8
288	20,8	578,4	12	868,8	7,4	1159,2	5

4. Wykaz wzorów potrzebnych do wyznaczenia charakterystyk:

• wzór do wyznaczenia funkcji przejścia termometru:

;

• Na wykresie h(t) zostały zaznaczone czasy, przy których sygnał wyjściowy osiąga określone poziomy np. 50% i 90% wartości ustalonej. Na podstawie tych czasów wyznacza się z przyjętej funkcji h(t) stałe czasowe termometru wg. następującego kryterium:

gdzie:

τ, τ₁, τ₂ - stałe czasowe,

τ_op - czas opóżnienia odpowiedzi impulsowej.

• Dodatkowo została zamieszczona charakterystyka z(t), z której można wyznaczyć graficznie stałą czasową:

• Stałą czasową oblicza się za pomocą wzoru:

5. Wykresy oraz obliczenia dla termometru bez obudowy:

a.) Nagrzewanie czujnika bez osłony poprzez przenoszenie go z otoczenia „powietrze” do otoczenia „gorąca woda”

• charakterystyka napięcia od czasu

• charakterystyka funkcji przejścia h(t)

• charakterystyka funkcji z(t), do wyznaczenia stałej czasowej

Stała czasowa:

b.) Ochładzanie czujnika bez osłony poprzez przenoszenie go z otoczenia

„gorąca woda” do otoczenia „powietrze”.

• charakterystyka napięcia od czasu

• charakterystyka funkcji przejścia h(t)

c.) Nagrzewanie czujnika bez osłony poprzez przenoszenie go z otoczenia „zimna woda” do otoczenia „gorąca woda”

• charakterystyka napięcia od czasu

• charakterystyka funkcji przejścia h(t)

• charakterystyka funkcji z(t), do wyznaczenia stałej czasowej

Stała czasowa:

d.) Ochładzanie czujnika bez osłony poprzez przenoszenie go z otoczenia
„gorąca woda” do otoczenia „zimna woda”.

• charakterystyka napięcia od czasu

• charakterystyka funkcji przejścia h(t)

6. Wykresy oraz obliczenia dla termometru z dodatkową obudową:

a.) Nagrzewanie czujnika z dodatkową osłoną poprzez przenoszenie go z otoczenia „powietrze” do otoczenia „gorąca woda”.

• charakterystyka napięcia od czasu

• charakterystyka funkcji przejścia h(t)

• charakterystyka funkcji z(t), do wyznaczenia stałej czasowej

Stała czasowa:

b.) Ochładzanie czujnika z dodatkową osłoną poprzez przenoszenie go z otoczenia „gorąca woda” do otoczenia „powietrze”.

• charakterystyka napięcia od czasu

• charakterystyka funkcji przejścia h(t)

7. Wnioski:

Tematem w laboratorium było zbadanie właściwości dynamicznych przetworników temperatury. Wykorzystaliśmy dwa przetworniki tego samego typu (Pt-100), lecz w różnych obudowach. Jeden z badanych przetworników był w zwykłej metalowej obudowie, natomiast drugi został obudowany w dodatkową osłonę metalową. Nagrzewanie termopar odbywało się poprzez wkładanie ich do pojemnika z gorącą wodą o stałej temperaturze, natomiast ochładzanie odbywało się poprzez wkładanie termopar do zimnej wody oraz ochładzanie w powietrzu.

Jako pierwszy został zbadany przetwornik w typowej obudowie. Patrząc na charakterystyki można wywnioskować, iż są to charakterystyki odpowiadające przetwornikom inercyjnym I rzędu. Drugi przetwornik (w dodatkowej osłonie) posiada natomiast charakterystyki odpowiadające przetwornikom inercyjnym II rzędu.

Po wyliczeniach stałych czasowych wyszło nam, że dla pierwszego przetwornika wynosi ona 14,4 sekund, zaś z kolegi dla drugiego przetwornika wynosi ona 77,1 sekund. Wywnioskować można, że termopara w dodatkowej obudowie wolniej odbiera oraz oddaje ciepło czego przyczyną jest właśnie dodatkowa osłona. Stosowanie takich termopar, z dodatkową osłoną, może być wykorzystywane w miejscach o wysokiej agresywności chemicznej, bądź też w otoczeniach o właściwościach ściernych.

19

---