1. Cel ćwiczenia : Celem ćwiczenia pod tytułem „Skalowanie termopary i wyznaczanie temperatury krzepnięcia stopu” było zapoznanie się z techniką pomiaru temperatury za pomocą termopary i wyznaczenie temperatury krzepnięcia stopu.

Schemat termopary:

Tabela przedstawiająca wzrost napięcia ze wzrostem temperatury:

t[°C]	U[mV]	t[°C]	U[mV]	t[°C]	U[mV]	t[°C]	U[mV]	t[°C]	U[mV]
19	0,88	35	1,58	51	2,23	67	2,76	83	3,22
21	0,9	37	1,72	53	2,3	69	2,83	85	3,27
23	0,95	39	1,79	55	2,39	71	2,88	87	3,51
25	1,02	41	1,86	57	2,46	73	2,92	89	3,73
27	1,09	43	1,94	59	2,51	75	2,97	91	4,04
29	1,13	45	2,01	61	2,57	77	3,04	-	-
31	1,29	47	2,1	63	2,63	79	3,1	-	-
33	1,4	49	2,16	65	2,7	81	3,17	-	-

U[mV] Czas [s]

4,06 20

4,03 40

3,92 60

3,81 80

3,71 100

3,62 120

3,52 140

3,44 160

3,27 180

3,3 200

3,25 220

3,19 240

3,14 260

3,08 280

3,03 300

2,98 320

2,95 340

2,93 360

2,92 380

2,9 400

2,89 420

2,88 440

2,87 460

2,86 480

2,86 500

2,85 520

2,85 540

2,85 560

2,84 580

2,84 600

2,83 620

2,83 640

2,82 660

2,82 680

2,82 700

2,81 720

2,8 740

2,79 760

2,78 780

2,77 800

2,76 820

2,75 840

2,74 860

2,74 880

2,73 900

2,72 920

2,71 940

2,71 960

2,7 980

2,7 1000

2,69 1020

Pomiary krzepnięcia stopu
U[mV] Czas [s]

2,69 1040

2,69 1060

2,69 1080

2,69 1100

2,69 1120

2,7 1140

2,7 1160

2,71 1180

2,71 1200

2,71 1220

2,71 1240

2,71 1260

2,71 1280

2,71 1300

2,71 1320

2,72 1340

2,72 1360

2,71 1380

2,71 1400

2,7 1420

2,7 1440

2,68 1460

2,66 1480

2,65 1500

2,62 1520

2,6 1540

2,5 1560

2,54 1580

2,53 1600

2,49 1620

2,46 1640

2,44 1660

2,41 1680

2,38 1700

2,36 1720

2,33 1740

2,31 1760

2,29 1780

2,26 1800

2,24 1820

2,22 1840

2,19 1860

2,17 1880

2,16 1900

2,14 1920

2,12 1940

2,1 1960

2,08 1980

2,07 2000

2,05 2020

2,05 2040

U[mV] Czas [s]

2,03 2060

2 2080

2 2100

2 2120

2 2140

2 2160

2 2180

2 2200

2 2220

2 2240

2 2260

2 2280

2 2300

2 2320

2 2340

2 2360

2 2380

2 2400

2 2420

2 2440

2 2460

2 2480

2 2500

2 2520

2 2540

2 2560

2 2580

2 2600

2 2620

2 2640

2 2660

2 2680

2 2700

2 2720

2 2740

2 2760

2 2780

2 2800

1,99 2820

1,99 2840

1,99 2860

1,99 2880

1,99 2900

1,99 2920

1,99 2940

1,99 2960

1,99 2980

1,99 3000

1,97 3020

1,96 3040

1,95 3060

1,93 3080

1,93 3100

1,93 3120

1,93 3140

1,93 3160

1,93 3180

1,93 3200

1,93 3220

1,93 3240

1,93 3260

1,93 3280

1,93 3300

1,93 3320

1,93 3340

1,93 3360

1,93 3380

1,93 3400

1,93 3420

1,93 3440

1,93 3460

1,93 3480

1,93 3500

1,93 3520

1,93 3540

1,93 3560

1,93 3580

1,93 3600

1,93 3620

1,93 3640

1,93 3660

1,93 3680

1,93 3700

1,93 3720

1,93 3740

1,93 3760

1,93 3780

1,93 3800

1,93 3820

1,93 3840

1,93 3860

1,93 3880

1,93 3900

1,93 3920

1,93 3940

1,93 3960

1,93 3980

1,92 4000

1,9 4020

1,9 4040

1,88 4060

1,87 4080

1,87 4100

1,87 4120

1,87 4140

1,87 4160

1,87 4180

1,87 4200

1,87 4220

1,87 4240

1,87 4260

1,87 4280

1,87 4300

1,87 4320

1,87 4340

1,87 4360

1,87 4380

1,87 4400

1,87 4420

1,87 4440

1,87 4460

1,87 4480

1,87 4500

1,87 4520

1,87 4540

1,87 4560

1,87 4580

1,87 4600

1,87 4620

1,87 4640

1,87 4660

1,87 4680

1,87 4700

1,87 4720

1,87 4740

1,87 4760

1,87 4780

1,87 4800

1,87 4820

1,87 4840

1,87 4860

1,87 4880

1,87 4900

1,87 4920

1,87 4940

1,87 4960

1,87 4980

1,87 5000

1,87 5020

1,87 5040

1,87 5060

1,87 5080

1,87 5100

1,87 5120

1,87 5140

1,87 5160

1,87 5180

1,86 5200

1,86 5220

1,86 5240

1,86 5260

1,86 5280

1,86 5300

1,86 5320

1,86 5340

1,86 5360

1,86 5380

1,84 5400

1,84 5420

1,84 5440

1,84 5460

1,84 5480

1,84 5500

1,84 5520

1,84 5540

1,84 5560

1,84 5580

1,84 5600

1,83 5620

1,83 5640

1,83 5660

1,83 5680

1,83 5700

1,83 5720

1,83 5740

1,83 5760

1,83 5780

1,83 5800

1,82 5820

1,82 5840

1,82 5860

1,82 5880

1,82 5900

1,82 5920

1,82 5940

1,82 5960

1,82 5980

1,82 6000

1,8 6020

1,8 6040

1,8 6060

1,8 6080

1,8 6100

1. Wykres przedstawiający dane z tabeli – zależność siły termoelektrycznej od różnicy temperatów między spojeniami:

2. Aproksymując uzyskaną zależność funkcją liniową wyznaczyć współczynnik elektryczny.

współczynnik termoelektryczny

α= 85,05/2035=0,042 [mV/C]

1. Krzywa stygnięcia stopu:

2. Z krzywej stygnięcia wyznaczyć siłę termoelektryczną odpowiadającą temperaturze krzepnięcia stopu, a następnie, z krzywej skalowania termopary, odczytać temperaturę krzepnięcia stopu.

temperatura krzepnięcia

tk= Uk/α

tk= 2,69/0,042= 64,047=~64C

błąd temperatury krzepnięcia

∆Uk=(0,05%*U+0,03)mV

∆Uk=(0,05%*2,69+0,03)= 0,001345+0,03=0,031345~=0,03[mV]

Wnioski:

Ćwiczenie pod tytułem „Skalowanie termopary i wyznaczanie krzepnięcia stopu” zostało wykonane w pełni ze wskazaniami podanymi przez prowadzącego a materiał, który był podgrzewany, to stop Wood’a, którego temperatura topnienia wynosi najmniej ze wszystkich stopów – 65 C. Pierwszy pomiar, który polegał na sprawdzeniu siły termoelektrycznej od różnicy temperatur między spojeniami został przeprowadzony od 19 C do 91, przy czym natężenie w początkowej fazie wynosiło 0,88 mV ( dla 19 ) a w końcowej aż 4,04 mV ( dla 91 ). Drugą częścią ćwiczenia było studzenie rozgrzanego stopu w celu uzyskania krzywej, wyznaczenia temperatury krzepnięcia i zaobserwowania bardzo ważnego zjawiska, charakterystycznego dla tego ćwiczenia. Z obliczeń dokonanych w tym sprawozdaniu wynika, że temperatura krzepnięcia wynosi 64,047C czyli w przybliżeniu ok. 64C. Łatwo można zaobserwować, że od 1120 sekundy U[mV] ponownie wzrasta z 2,69[mV] do 2,71 ( temperatura wzrasta ), po czym w 1400 sekundzie ponownie zacząć tracić wartość wraz z ponownym spadkiem temperatury. Proces ten nazywa się procesem krystalizacji czyli oddawaniem ciepła do otoczenia co wiąże się z chwilowym wzrostem temperatury. To ćwiczenie pokazuje w jak łatwy sposób można zmierzyć temperaturę najprostszymi sposobami.