Sprawozdanie

Ćw. 1

Wzorcowanie przyrządów

Gr. 21

Kiciliński Paweł

Tomal Paulina

Turczyn Olimpia

Zięba Beata

Ćwiczenie nr 1

WZORCOWANIE PRZYRZĄDÓW

Wstęp teoretyczny

Wzorcowanie, jako zbiór operacji ustalających relacje pomiędzy wartościami z przyrządu pomiarowego i wzorców jednostkowych, stosuje się w celu uzyskania jak najbardziej precyzyjnych wyników.

Metrologia jest to nauka o pomiarach, odnoszących się do działań, które wynikają z działań ustawowych i dotyczą pomiarów, jednostek miar, przyrządów pomiarowych i metod pomiarowych, przeprowadzanych przez kompetentne organy. Metrologie można podzielić na metrologie prawną i metrologię naukową i przemysłową.

Metrologia prawna /ang. legal metrology/ jest to dział metrologii (nauki o pomiarach) odnoszący się do działań, które wynikają z wymagań ustawowych i dotyczą pomiarów, jednostek miar, przyrządów pomiarowych i metod pomiarowych i które przeprowadzane są przez kompetentne organy. Przedmiot metrologii prawnej może być równy w różnych krajach.

Zasadniczym zadaniem metrologii prawnej jest zapewnienie jednolitości pomiarów.

Mówiąc o metrologii naukowej i przemysłowej mamy na uwadze miedzy innymi

nadzór nad wyposażeniem pomiarowym realizowanym miedzy innymi poprzez wzorcowanie i

okresowe sprawdzanie wyposażenia pomiarowego poprzez odniesienie wyników wzorcowania i

sprawdzania do wzorców państwowych i międzynarodowych (pkt. 4.6 normy ISO 9001).

PH jest miarą zasadowości i kwasowości roztworów wodnych związków chemicznych. Jest ona równa ujemnemu logarytmowi ze stężenia jonów H⁺ w roztworze. Suma pH i pOH(ujemny logarytm ze stężenia jonów OH^- w roztworze) wynosi 14, a zatem pH jest równe 14 - pOH, a pOH 14 - pH. PH równe 7 odpowiada pH czystej wody gdzie stężenie jonów H⁺ i OH^- jest równe.

Absorpcja (pochłanianie) promieniowania elektromagnetycznego polega na zmniejszaniu natężenia promieniowania przechodzącego przez daną substancję. Absorpcja ma najczęściej charakter selektywny, czyli zależy od długości fali światła przechodzącego przez daną substancję

Jeżeli wiązka promieni monochromatycznych o natężeniu I₀ przechodzi przez ciało o grubości warstwy b to wówczas możemy rozpatrzyć odbicie części wiązki jako I_odb, zaabsorbowanie części jako I_a i przejście reszty przez substancje jako I. Zatem suma I_odb, I_a i I będzie liczbowo równa I₀. Stosunek I/I_o nosi nazwę przepuszczalności lub transmisji ( T ) i określa on jaka część promieniowania padającego została przepuszczona przez substancję. Natężenie promieniowania zaabsorbowanego I_a zależy od liczby cząsteczek znajdujących się w ośrodku na drodze promieniowania oraz absorpcji kwantów przez te cząsteczki.

Natężenie promieniowania przechodzącego I wyraża się wzorem

I = I₀e^-kb

gdzie k jest współczynnikiem proporcjonalności zależnym od właściwości środowiska i długości zaabsorbowanej fali. Wzór ten wynika z prawa Lamberta, które mówi iż natężenie promieniowania monochromatycznego maleje wykładniczo wraz ze wzrostem grubości warstwy ośrodka, przez które to promieniowanie przechodzi. Jeżeli roztwór jest wieloskładnikowy, w którym tylko jeden składnik absorbuje promieniowanie monochromatyczne, wówczas wzór ten , zgodnie z prawem Lamberta-Beera, przyjmuje postać:

I = I₀e^-kbc

gdzie c jest stężeniem roztworu. Po pewnych przekształceniach wzór ten może przybrać postać

c = A/(ab)

gdzie A jest wartością absorpcji, natomiast a jest współczynnikiem absorpcji. Zależność pomiędzy współczynnikami zawiera się w równaniu k = 2,303a. Współczynnik absorpcji a jest wielkością charakterystyczną dla danej substancji i rozpuszczalnika przy określonej długości fali.

Ponieważ współczynnik absorpcji a jest wielkością stałą, niezależną pod stężenia, zatem wykresem funkcji a = f(c) będzie linia prosta równoległa do osi odciętych. Zależność A = f(c) jednak będzie przedstawiona jako lina prosta nachylona pod pewnym kątem. Wykres ten wykazuje zależność wartości absorpcji od stężenia c , jak również zależność pomiędzy logarytmem wartości absorpcji A i logarytmem stężenia c .

Natężenie przepuszczonego promieniowania I może ulegać zmianie w zakresie od 0 do wartości natężenia promieniowania Io wchodzącego do ośrodka absorbującego. Stąd logarytm stosunku tych wielkości zmienia się od zera (lg1) do nieskończoności.

Między przepuszczalnością (transmisją) T a wartością absorpcji A istnieje zależność

A = lg (1/T)

Część I - Wzorcowanie oporowego czujnika temperatury

aparatura: termostat, przyrząd wielofunkcyjny CX-742, elektroda pH, czujnik temperatury, czujnik rtęciowy, statyw i elektrody, kuchenka

Kalibracja czujnika temperatury i termometru rtęciowego:

temperatury kalibracji 30^OC, 50^OC, 80^OC

Pomiary kalibracji:

Temperatura zadana	30^OC	50^OC	80^OC	100^OC
Temperatura odczytana z CX	29,78	49,39	79,23	-
Odczyt termometru rtęciowego	30	48	75	-

Temperatura zadana	Temperatura pokojowa	70^OC
Temperatura odczytana z CX	21,4	69,9
Odczyt termometru rtęciowego	23	68

Część II - Kalibracja pH-metru

aparatura: termostat, przyrząd wielofunkcyjny, elektroda pH, czujnik temperatury, statyw, elektrody

Stosowane roztwory wzorcowe o pH: 4,01, 7,00, 9,21, 10,01

Wartość pH wzorca	4,01	7,00	9,21	10,01
Wartość pH odczytana z CX przy włączonej automatycznej kompensacji temperatury	4,182	7,225	9,365	10,243

Wartość pH wzorca	4,01	7,00	9,21	10,01
Pomiar 1	4,01	7,04	9,21	9,94
Pomiar 2	4,02	7,06	9,21	9,95
Pomiar 3	4,02	7,03	9,21	9,96
Pomiar 4	4,05	6,97	9,22	9,97
Pomiar5	4,06	7,01	9,21	9,97
Odchylenie standardowe średniej	0,0097	0,015	0,002	0,006
Przedział ufności	4,032 + 0,027	7,022 + 0,042	9,212 + 0,006	9.958 + 0,017

Wykonanie pomiaru pH w temperaturze pokojowej i w temperaturze 69^OC z kompensacją i bez kompensacji temperatury

	Pomiar w temperaturze pokojowej bez kompensacji	Pomiar w temperaturze pokojowej z kompensacją	Pomiar w 70^OC bez kompensacji	Pomiar w 70^OC z kompensacją
pH roztworu kwasu	2,34	2,38	2,1	2,3
PH roztworu zasady	11,38	11,48	10,2	10,1

C_kw = 0,005 mol/dm³ dla temp. pokojowej

C_kw = 0,008 mol/dm³ dla temp. 70 ^oC

C­_zas = 0,0025 mol/dm³ dla temp. Pokojowej

C_zas = 0,0002 mol/dm³ dla temp. 70 ^oC

5

---