Studium Kształcenia Wrocław, 23 marca, 2012 r.

Podstawowego

Politechniki Wrocławskiej

FIZYKA

Ćwiczenie nr 20

pt.: "Skalowanie termopary"

Autorzy:

Anna Boroń, Natalia Chwaliszewska, Justyna Kazek

Prowadzący:

dr inż. Anna Hajdusianek

grupa:

czwartek 11.15-13.00

1. Wstęp teoretyczny

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie fizycznych podstaw zjawiska termoelektrycznego i zapoznanie z techniką pomiaru temperatury za pomocą termopary.

3. Schemat pomiarowy

Schemat pomiaru temperatury za pomocą termopary

4. Przebieg pomiarów

4.1. Pomiary przeprowadzone w celu wyskalowania termopary:

T	∆T	U	∆U	α	∆α	∆α/α
[˚C]	[˚C]	[mV]	[mV]	[mV/deg]	[mV/deg]	[%]
20,6	1,1	0,322	0,005	2,81E-02	1,45E-04	5,15E-01
22,6	1,1	0,436	0,006
24,6	1,1	0,484	0,007
26,6	1,1	0,540	0,007
28,6	1,1	0,578	0,008
30,6	1,2	0,623	0,008
32,6	1,2	0,690	0,009
34,6	1,2	0,754	0,010
36,6	1,2	0,812	0,010
38,6	1,2	0,870	0,011
40,6	1,2	0,917	0,011
42,6	1,2	0,968	0,012
44,6	1,2	1,005	0,012
46,6	1,2	1,076	0,013
48,6	1,2	1,123	0,013
50,6	1,3	1,192	0,014
52,6	1,3	1,242	0,014
54,6	1,3	1,297	0,015
56,6	1,3	1,341	0,015
58,6	1,3	1,404	0,016
60,6	1,3	1,442	0,016
62,6	1,3	1,521	0,017
64,6	1,3	1,580	0,018
66,6	1,3	1,638	0,018
68,6	1,3	1,684	0,019
70,6	1,4	1,765	0,020
72,6	1,4	1,811	0,020
74,6	1,4	1,870	0,021
76,6	1,4	1,933	0,021
78,6	1,4	1,980	0,022
80,6	1,4	2,059	0,023
82,6	1,4	2,116	0,023
84,6	1,4	2,173	0,024

Rys.1. Wykres zależności napięcia od temperatury

4.2. Badanie zjawiska krzepnięcia metalu

t	U	∆U	Uk	∆Uk	Tk	∆Tk	∆Tk/Tk
[s]	[mV]	[mV]	[mV]	[mV]	[deg]	[deg]	[%]
20	2,381	0,026	1,556	0,004	5,53E+01	4,27E-01	7,72E-01
40	2,297	0,025
60	2,212	0,024
80	2,122	0,023
100	2,039	0,022
120	1,967	0,022
140	1,890	0,021
160	1,827	0,020
180	1,771	0,020
200	1,717	0,019
220	1,672	0,019
240	1,632	0,018
260	1,602	0,018
280	1,581	0,018
300	1,568	0,018
320	1,560	0,018
340	1,556	0,018
360	1,556	0,018
380	1,557	0,018
400	1,557	0,018
420	1,556	0,018
440	1,555	0,018
460	1,553	0,018
480	1,546	0,017
500	1,542	0,017
520	1,543	0,017
540	1,542	0,017
560	1,540	0,017
580	1,540	0,017
600	1,541	0,017
620	1,541	0,017
640	1,540	0,017
660	1,536	0,017
680	1,533	0,017
700	1,530	0,017
720	1,527	0,017
740	1,526	0,017
760	1,523	0,017
780	1,520	0,017
800	1,517	0,017
820	1,512	0,017
840	1,507	0,017
860	1,499	0,017
880	1,489	0,017
900	1,480	0,017
920	1,472	0,017
940	1,462	0,017
960	1,446	0,016
980	1,428	0,016
1000	1,408	0,016
1020	1,386	0,016
1040	1,367	0,016
1060	1,348	0,015
1080	1,330	0,015
1100	1,314	0,015
1120	1,299	0,015
1140	1,282	0,015
1160	1,271	0,015
1180	1,257	0,015
1200	1,247	0,014
1220	1,234	0,014
1240	1,221	0,014
1260	1,208	0,014
1280	1,197	0,014
1300	1,185	0,014
1320	1,179	0,014
1340	1,171	0,014
1360	1,163	0,014
1380	1,154	0,014
1400	1,145	0,013
1420	1,137	0,013
1440	1,132	0,013
1460	1,123	0,013
1480	1,117	0,013
1500	1,111	0,013
1520	1,106	0,013
1540	1,100	0,013
1560	1,093	0,013
1580	1,085	0,013
1600	1,077	0,013
1620	1,070	0,013
1640	1,066	0,013
1660	1,061	0,013
1680	1,057	0,013
1700	1,048	0,012
1720	0,906	0,011

Rys.2. Wykres zależności napięcia od czasu

5. Wnioski

Na rys.2, przy kwantyfikacji pomiaru co 20 sekund widzimy, że liczba i częstość wykonanych pomiarów mają wpływ na jakość wykresu. Widać, że krzywe oddają charakter zjawiska. Na podstawie wykresu możemy bez problemu odczytać napięcie przy którym nastąpiło krzepnięcie metalu U=1,556 [mV]. Temperatura krzepnięcia stopu Wooda odczytana z wykresu jego stygnięcia za pomocą wykresu skalowania termopary wyniosła w przybliżeniu 53⁰C.