Skalowanie termopary i wyznaczanie temperatury topnienia stopu Ćw. 20 |
|||
Wykonali:
|
Wydział elektroniki 2 rok studiów |
Prowadzący:
|
Data wykonania:
|
|
|
|
Termin;
|
2. Cel ćwiczenia:
Poznanie zjawisk termoelektrycznych oraz przykładów ich zastosowań, a w szczególności zapoznanie się z budową, zasadą działania i pomiarem temperatury za pomoca termopary oraz wyznaczanie temperatury topnienia stopu.
3. Podstawowe wzory wykorzystane w ćwiczeniu:
4. Schemat układu pomiarowego:
5. Spis przyrządów pomiarowych:
- kuchenka elektryczna
- termometr
- naczynie z mieszadełkiem
- termos
- termopara
- tygiel ze stopem
- stoper
6. Tabele z wynikami pomiarów i obliczeń:
Skalowanie termopary:
t [ºC] |
Δt [ºC] |
U[mV] |
ΔU[mV] |
α [mV/deg] |
Δα [mV/deg] |
Δα/α |
20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 |
0,2 |
0,657 0,749 0,820 0,897 0,976 1,058 1,137 1,220 1,301 1,392 1,471 1,555 1,638 1,725 1,814 1,898 1,980 2,064 2,150 2,239 2,320 2,408 2,496 2,582 2,673 2,754 2,850 2,934 3,022 3,102 3,198 |
0,02 0,025 0,008 0,023 0,022 0,026 0,025 0,012 0,014 0,018 0,017 0,025 0,032 0,027 0,03 0,035 0,036 0,028 0,021 0,04 0,023 0,04 0,036 0,029 0,032 0,035 0,028 0,037 0,034 0,034 0,016 |
U=0,042*t-0,216
ΔB=0,00939
|
ΔA=0,00017 |
0,004 |
Wyznaczanie temperatury krzepnięcia stopu:
τ [s] |
U [mV] |
Δ U [mV] |
Uk [mV] |
Δ Uk [mV] |
Tk Deg |
Δ Tk Deg |
Δ Tk/ Tk
|
0 20 40 60 80 10 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880 900 920 940 960 980 1000 |
3,797 3,560 3,352 3,164 2,987 2,83 2,696 2,585 2,497 2,443 2,410 2,39 2,375 2,362 2,358 2,355 2,352 2,351 2,348 2,337 2,328 2,321 2,308 2,291 2,266 2,228 2,177 2,120 2,068 2,021 1,975 1,928 1,885 1,848 1,815 1,780 1,75 1,726 1,702 1,681 1,661 1,637 1,622 1,603 1,584 1,568 1,553 1,539 1,525 1,510 1,497 |
0,051 0,056 0,037 0,039 0,043 0,028 0,038 0,035 0,038 0,03 0,024 0,024 0,033 0,027 0,041 0,033 0,027 0,025 0,041 0,037 0,039 0,023 0,039 0,025 0,035 0,038 0,036 0,021 0,036 0,022 0,029 0,035 0,028 0,034 0,028 0,018 0,017 0,029 0,021 0,019 0,018 0,03 0,020 0,022 0,023 0,031 0,024 0,033 0,025 0,015 0,028 |
2,352 |
0,027 |
61,14 |
0,495 |
0,008 |
7. Przykładowe obliczenia:
Mamy wzór postaci y=ax+b, czyli U=T+b. Wtedy
T=(U-b)/
Tk=(U+0,216)/0,042= (2,352+0,216)/0,042=61,14
8. Analiza błędów:
Tk=()*U+1/*b+(U-b)/2* (obliczmy to metodą różniczki zupełnej).
a i b mamy z regresji.
Tk=(1/0,042)*0,001+(1/0,042)*0,00939+(2,352+0,216)/0,00176*0,00017=0,0238+0,2235+0,248=0,495
błąd metody = Tk/k*100%= 8%- wynik zadowalający
ΔU=±(1%U+2dgt)
9.WYKRESY
10. Wnioski:
W ćwiczeniu tym skalowaliśmy termoparę oraz wyznaczaliśmy temperature krzepnięcia stopu. Po wyskalowaniu termopary otrzymaliśmy wzór na U który miał postać U=0,042*t-0,216. Następnie znając równanie prostej termopary zmierzyliśmy przy jakim napięciu na termoparze następuje krzepnięcie stopu i po podstawieniu do wzoru otrzymaliśmy temperaturę. Otrzymany błąd metody równy 8% jest zadowalający.
1