Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Elblągu IIS

Instytut Politechniczny

Laboratorium Elektroniki

Ćwiczenie nr 4

Pomiar wielkości nieelektrycznych metodami elektrycznymi

1. Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest praktyczne poznanie właściwości czujnika termoelektrycznego z układem pomiarowym stanowiących termometr elektryczny, a w szczególności porównanie dokładności pomiarów z termometrami rtęciowymi, wyznaczenie charakterystyki termometru w funkcji zmian temperatury oraz wyznaczenie stałej czasowej czujnika termoelektrycznego.

Zakres ćwiczenia obejmuje:

- dobór rodzaju i zakresów przyrządów pomiarowych

- połączenie obwodu na stole laboratoryjnym według wskazanego schematu

- wykonanie pomiarów rezystancji, napięć i czasów zgodnie z wytycznymi podanymi w punkcie 3

- porównanie wyników pomiarów termometru elektrycznego i rtęciowego

- opracowanie sprawozdania i wniosków wynikających z ćwiczenia

2. Przygotowanie do ćwiczenia

Na podstawie danych znamionowych termoelementu badanego czujnika temperatury wyznaczyć podstawowe parametry termometru elektrycznego. Narysować dwa razy tablicę pomiarową zgodną z tablicą 1. Pierwsza będzie służyć do wyznaczenia krzywej nagrzewania czujnika temperatury, druga do wyznaczanie krzywej stygnięcia.

3. Przebieg ćwiczenia

Przedstawić prowadzącemu laboratorium przygotowanie do ćwiczenia. W jednym naczyniu umieścić grzałkę elektryczną, diodę, czujnik Pt-100 oraz termometr rtęciowy. Sprawdzić rodzaj i zakres niezbędnych przyrządów. Połączyć na stole laboratoryjnym obwodu pomiarowego według przyjętego schematu z rys. 1. Sprawdzić połączony obwód i uzyskać zgodę od prowadzącego na włączenie układu do sieci. Wykonać pomiary temperatury, napięcia, rezystancji i czasów w różnych konfiguracjach układu wskazanych przez prowadzącego.

Na podstawie pomiarów należy wyznaczyć krzywe nagrzewania i stygnięcia. Charakterystyki umieścić na wspólnym arkuszu w celu porównania ich przebiegów. Podczas pomiarów należy zachować szczególną ostrożność w związku z niebezpieczeństwem poparzenia gorącą cieczą. Zwrócić szczególną uwagę na błędy odczytu z przyrządów analogowych związane z błędem paralaksy. Pomiar stałej czasowej czujnika termoelektrycznego dokonać oddzielnie.

Rysunek 1. Rysunek do pomiarów temperatury

Czas [min]	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
υ1[°C]
υ2[°C]
υ3[°C]

Tablica 1. Pomiar nagrzewania i stygnięcia czujników temperatury

4. Zakres sprawozdania

Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać:

1. schematy i tablice wykonane jako przygotowanie do ćwiczenia

2. wykaz i dane znamionowe elementów i przyrządów użytych w ćwiczeniu

3. wyniki pomiarów i obliczeń zestawione w tablicach wyników i obliczeń

4. wykresy krzywych nagrzewania i stygnięcia wykonane na jednym arkuszu

5. spostrzeżenia i wnioski wynikające z ćwiczenia

Sprawozdanie, jedno dla odbywającej ćwiczenie grupy należy złożyć nie później niż po upływie dwóch tygodni po jego wykonaniu w laboratorium.

5. Pytania kontrolne

W jaki sposób zmienia się rezystancja metali w funkcji temperatury?

1. Podział czujników termoelektrycznych?

2. Przykłady czujników termoelektrycznych i sposoby realizacji układów pomiarowych za ich pomocą?

3. Zalety i wady pomiarów temperatury za pomocą czujników termoelektrycznych?

4. Stała czasowa czujników temperatury, powód i sposób jej wyznaczania?

6. Literatura

1. Roskosz R.: Laboratorium Miernictwo Elektryczne. Gdańsk, WPG 2001

2. Michalski L., Eckersdorft K.: Pomiary temperatury. Warszawa, WNT 1978

3. PN-83/M-53852. Termometry elektryczne. Charakterystyki termometryczne oporników termometrycznych

7. Wykaz elementów i przyrządów użytych w trakcie ćwiczenia

Czujnik temperatury Pt-100...................................................................................................................................

Termometr rtęciowy..............................................................................................................................................

Multimetr cyfrowy.................................................................................................................................................

Grzałka spiralna.....................................................................................................................................................

Dioda.....................................................................................................................................................................

2

---