Bartosz Dobrza
ski

wydz. Mech. Rok

Laboratorium z fizyki

wiczenie nr 30.

Temat: Pomiar temperatury pirometrem.

Cel
wiczenia:

Celem
wiczenia by
o zapoznanie si
z jedn
z metod pomiaru temperatury w zakresie od 800 °C do 2500°C.

Zasada pomiaru:

W
wiczeniu dokonywali
my pomiarów temperatury przy u
yciu pirometru. Jest to urz
dzenie, którego zasada dzia
ania polega na porównywaniu emitancji lub barwy cia
a rzeczywistego z emitancj
lub barw
cia
a doskonale czarnego.

U
yty przez nas w
wiczeniu pirometr by
pirometrem optycznym monochromatycznym z zanikaj
cym w
óknem i dzia
a
na zasadzie wyznaczania temperatury czarnej cia
a rzeczywistego równej temperaturze cia
a doskonale czarnego, które w zadanym, ma
ym przedziale  promieniowania ma tak
sam
emitancj
jak cia
o mierzone.

Patrz
c w okular pirometru widzieli
my w
ókno
arówki pirometru na tle obrazu w
ókna
arówki badanej. W okularze mie
ci
si
filtr monochromatyczny przepuszczaj
cy tylko niewielki przedzia
 d
ugo
ci fal promieniowania. Emitancj
w
ókna pirometru mogli
my zmienia
.

W
ókno
arówki mog
o by
:

• ciemniejsze ni
  obraz w
  ókna
  arówki badanej,

• ja
  niejsze ni
  w
  ókno
  arówki badanej,

• równe.

0. W ostatnim przypadku zanika
   o ono na tle w
   ókna badanej
   arówki " odczyt ze skali pirometru stanowi
   wówczas temperatur
   czarn
   w
   ókna badanej
   arówki.

0. Istnieje tak
   e inna metoda wyznaczania temperatury rzeczywistej na podstawie temperatury czarnej " a mianowicie poprzez obliczenie ze wzoru:

0. 
   [°C]

0. gdzie:

0. C=0,0144mK  = 650 nm

0. 3.Wyniki pomiarów i obliczenia:

0. Wyznaczanie charakterystyki T = f (P)

0. Warto
   ci do przyj
   cia:

• kl_V = 1,5 [%] " klasa woltomierza,

• U_Z = 10 V " zakres woltomierza,

• 
  = 0,5 [%] " wzgl
  dny b
  
  d podstawowy amperomierza,

• 2 digit = 0,02 A " bezwzgl
  dny b
  
  d kwantyzacji amperomierza,

0. Obliczenia wst
   pne:

• obliczanie b
  
  du bezwzgl
  dnego pomiaru napi
  cia:

0. 
   




0. Tabele pomiarowe:

zakres	U	I	P	T	T	T	T	T œr
pirometru	[V]	[A]	[W]	[°C]	[°C]	[°C]	[°C]	[°C]
pierwszy	1,5	0,13	0,2	1030	1000	1060	1100	1047
pierwszy	2,0	0,15	0,3	1260	1290	1240	1300	1272
drugi	3,0	0,18	0,54	1700	1800	1650	1700	1712,5
drugi	4,0	0,21	0,84	2100	2000	1950	1990	2010
trzeci	5,0	0,24	1,2	2200	2100	2150	2100	2137,5
trzeci	6,0	0,26	1,56	2650	2450	2200	2650	2487,5
trzeci	7,0	0,29	2,03	2800	2750	2650	2500	2675
trzeci	8,0	0,31	2,48	3000	2900	2700	2800	2850
trzeci	9,0	0,34	3,06	3200	3100	2950	2950	3050
trzeci	10,0	0,36	3,6	3550	3500	3200	3200	3362,5

zakres	U	I	T r
pirometru	[V]	[A]	[°C]
pierwszy	2,60	1,78	1360
			1370
			1320
			1310
			1390
			1370
			1350
			1340
			1380
			1320

0. warto
   
   
   rednia= 1351

trzeci	5,5	0,25	2150
			2150
			2400
			2250
			2100
			2400
			2250
			2350
			2300
			2150

0. warto
   
   
   rednia= 2250

trzeci	10,00	0,36	3200
			3600
			3400
			3350
			3200
			3400
			3000
			3200
			3000
			3300

0. warto
   
   
   rednia= 3265

0. Przyk
   adowe obliczenia:

• obliczanie warto
  ci bezwzgl
  dnego b
  
  du pomiaru pr
  du:

0. 
   

• obliczanie warto
  ci pobieranej mocy:

0. 
   

• obliczanie warto
  ci b
  
  du bezwzgl
  dnego pobieranej mocy:

0. 
   

• obliczanie
  redniej warto
  ci temperatury czarnej:

0. 
   

• obliczanie warto
  ci
  redniego b
  
  du kwadratowego warto
  ci
  redniej temperatury czarnej:

0. 
   

• obliczanie warto
  ci temperatury rzeczywistej na podstawie wzoru:



3080 [°C]

Wnioski:

Na podstawie wyników pomiarów stwierdzili
my, i
metoda pomiaru temperatury za pomoc
pirometru jest metod
przydatn
do pomiaru temperatur z zakresu powy
ej 1000°C.

Zaobserwowali
my ponadto przybli
one warto
ci temperatur czarnych, które s
mo
liwe do zmierzenia na poszczególnych zakresach pirometru:

• na zakresie pierwszym: 1000 ÷ 1500 °C,

• na zakresie drugim: 1500 ÷ 2000 °C,

• na zakresie trzecim: temperatury wi
  ksze od 2000 °C.

Przy czym trzeba zauwa
y
,
e w wyniku pomiarów pirometrem uzyskiwali
my warto
ci temperatury czarnej, na podstawie której dopiero przy pomocy nomogramu odczytywali
my warto

temperatury rzeczywistej. Jednak okaza
o si
,
e nomogram nie jest wystarczaj
cy, gdy
nie ma mo
liwo
ci transformacji na temperatury rzeczywiste temperatur czarnych wi
kszych od 2500 °C. Spowodowa
o to, i
musieli
my skorzysta
ze wzoru na warto

temperatury rzeczywistej.

Zarówno w przypadku wykorzystania nomogramu jak i wzoru transformacyjnego bezwzgl
dne b

dy temperatury rzeczywistej obliczali
my jako po
owa przedzia
u b

du bezwzgl
dnego dla temperatury czarnej przeliczonego na temperatur
rzeczywist
.

Oprócz wyznaczenia warto
ci temperatur rzeczywistych wyznaczyli
my tak
e charakterystyk
temperatury rzeczywistej od mocy pobieranej przez badan

arówk
. Uzyskane przez nas punkty pomiarowe oscylowa
y wokó
krzywej logarytmicznej. Tak wi
c zale
no

temperatury od mocy pobieranej ma charakter logarytmiczny (dla sta
ych przyrostów mocy przyrosty temperatury s
coraz mniejsze).

---