Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych	Wykonał: Marek Fac gr.b
ELEKTROTERMIA - LABORATORIUM
Temat ćwiczenia: Pomiar temperatury i skalowanie termometrów
Data wykonania: 7 marca 2011	Data zaliczenia:	Ocena:

Skalowanie termopary
Rys.1. Układ pomiarowy
Temperatura wzorcowa liczona z bezpośredniego sygnału termoelektrycznego W pierwszej fazie wyznaczane są temperatury zmierzone przez wzorcowy czujnik poprzez bezpośredni pomiar siły termoelektrycznej na jego wyjściu. Temperatury te odczytuje się bezpośrednio z tablicy charakterystyki termoelementu typu K, lub interpoluje liniowo. Obliczenia te pokazane są poniżej. Pomiar STE odbywał się z dokładnością do 0.1mV, dlatego w granicach tego błędu temperatury zostaną odczytane z tablicy bez interpolacji. to = 20 ^oC - temperatura otoczenia u11 = 2mV ta = 50^oC + to = 70^oC
u11 = 6mV
Interpoluję pomiędzy temperaturami t1= 140^oC i t2 = 150^oC, którym odpowiadają STE odpowiednio u1 = 5,735mV i u2 = 6,138 mV.
układam proporcję: (t2 – t1)/(u2– u1) = (t-t1)/(u-u1) (150 – 140) / (6,138 – 5,735)*(6-5,735) + 140= t t = 146,58 ^oC tb = t+to = 166,6^oC
u11 = 10,2 mV W tabeli najbliżej zapisana jest STE = 10,153mV ≈10,2mV, odczytuję zatem tc = 250^oC + to = 270^oC u11 = 12,2 mV 12,209 ≈ 12,2 td = 300^oC + to = 320^oC u11 = 14 mV Interpoluję analogicznie jak w podpunkcie b) dla u1 = 13,874mV, u2 = 14,293mV, t1 = 340^oC i t2 = 350^oC (350 – 340) / (14,293 – 13,874)*(14-13,874) +340 = t t = 343 ^oC te = t+to = 363^oC u11 = 15mV Interpoluję analogicznie jak w podpunkcie b) dla u1 = 14,713mV, u2 = 15,133mV, t1 = 360^oC i t2 = 370^oC
(370 – 360) / (15,133 – 14,713)*(15-14,713) + 360 = t t = 366,8 ^oC tf = t+to = 386,8^oC u11 = 18 mV Interpoluję analogicznie jak powyżej dla u1 = 17,667mV, u2 = 18,091mV, t1 = 430^oC i t2 = 440^oC (440 – 430) / (18,091 – 17,667)*(18-17,667) + 430= t t = 437,9 ^oC tg = t+to = 457,9^oC Temperatura wzorcowa liczona ze wzmocnionego sygnału napięciowego Temperatury t21 i t22 zostają wyznaczone na podstawie podobnej interpolacji jak powyżej przy założeniu u1=0V, u2 = 10V, t1=0^oC, t2 = 1200^oC (zgodnie z informacjami w instrukcji ćwiczenia). Podstawienie tych wartości daje miły dla oka wzór: t = 120*u
Wyniki pomiarów oraz powyższych obliczeń zamieszczone zostały w poniższej tabeli.
Tab.1.Wyniki pomiarów i obliczeń
Lp U11 [mV] U21 [V] U12 [mV] U22 [V] ∂11 [ºC] ∂21 [ºC] ∂22 [ºC] ∂21 – ∂22 [°C] (∂21 – ∂22)/ ∂21 [%] 1 1 0,39 0,9 0,41 46,8 49,2 -2,4 -5,13 2 2 0,66 2,2 0,68 70 79,2 81,6 -2,4 -3,03 3 3 0,82 3,2 0,84 98,4 100,8 -2,4 -2,44 4 4 1,01 4,0 1,03 121,2 123,6 -2,4 -1,98 5 5 1,22 5,0 1,23 146,4 147,6 -1,2 -0,82 6 6 1,45 6,0 1,45 166,6 174 174 0 0 7 7 1,64 6,9 1,64 196,8 196,8 0 0 8 8 1,84 7,9 1,82 220,8 218,4 2,4 1,087 9 9 2,06 9,0 2,05 247,2 246 1,2 0,485 10 10,2 2,29 10,1 2,29 270 274,8 274,8 0 0 11 11,1 2,48 11,1 2,47 297,6 296,4 1,2 0,403 12 12,2 2,71 12,3 2,73 320 325,2 327,6 -2,4 -0,74 13 13 2,88 13,0 2,88 345,6 345,6 0 0 14 14 3,07 14,0 3,08 363 368,4 369,6 -1,2 -0,33 15 15 3,26 15,0 3,26 386,8 391,2 391,2 0 0 16 16 3,46 16,0 3,48 415,2 417,6 -2,4 -0,58 17 17 3,67 17,1 3,67 440,4 440,4 0 0 18 18 3,85 18,0 3,86 457,9 462 463,2 -1,2 -0,26 19 18,8 4,01 18,9 4,04 481,2 484,8 -3,6 -0,75
Klasa termopary badanej Zaznaczone na szaro pola tabeli z błędami pokazują, że zgodnie z normami badany termometr należy zaliczyć do klasy 2. dokładności, gdyż: |∂21 – ∂22| <=2,5^oC, 100%* (∂21 – ∂22)/ ∂21 <=0,75%

W sprawozdaniu oznaczenia ∂_xx i t_xx są sobie równoważne.