POLITECHNIKA WROC£AWSKA INSTYTUT FIZYKI |
Sprawozdanie z æwiczenia nr 22 |
|
|
Temat:Pomiar temperatury pirometrem optycznym.
|
|
Wydzia³ Elektroniki Rok I |
Data: |
Ocena: |
1. Wstêp
Celem doœwiadczenia by³ pomiar temperatury pirometrem optycznym. Pirometr optyczny jest urz¹dzeniem do zdalnego pomiaru temperatury. Jego dzia³anie opiera siê na badaniu spektrum fali emitowanej przez cia³o badane i porównywaniu jej ze spektrum fali emitowanej przez cia³o doskonale czarne bêd¹ce w tej samej temperaturze.
Ka¿de cia³o bêd¹ce w temperaturze wy¿szej od zera kelwina emituje falê elektromagnetyczn¹. W doœwiadczeniu cia³em tym by³o wolframowe w³ókno ¿arówki (schemat uk³adu obok) , a do pomiaru pos³u¿y³ pirometr optyczny ze znikjacym w³óknem. W³ókno zanik³o wtedy, gdy w pewnym przedziale d³ugoœci fali emitowa³o tyle samo energi co badane cia³o.W ten sposób mo¿na by³o wyznaczyæ temperaturê czarn¹ badanego cia³a a nastêpnie obliczyæ temperaturê rzeczywist¹ krzystaj¹c ze wzoru
, lub ze specjalnego nomogramu.
2. Tabele pomiarów i wyników.
Klasa voltomierza 1.5;zakres 10V
Klasa amperomierza 0.5;zakres 7.5 A
Dok³adnoœæ pirometru:
-dla temperatur mniejszych od 2000C dok³adnoœæ wynosi 5C
-dla temperatur wiêkszych od 2000C dok³adnoœæ wynosi 25C
2.1. Pomiar 1.
U=10.15V
I=1.300.04A
P=1.30.24W
Lp. |
Tcz [C] |
Tcz |
Trz |
Trz |
1 |
870 |
2.5 |
|
|
2 |
900 |
-27.5 |
|
|
3 |
880 |
-7.5 |
|
|
4 |
840 |
32.5 |
|
|
5 |
875 |
-2.5 |
|
|
6 |
870 |
2.5 |
|
|
Wartoœci œrednie |
872.5 |
8 |
899.6043 |
9 |
Wynik |
Tcz =8728C |
|
Trz=9009C |
|
2.2. Pomiar 2.
U=20.15V
I=1.600.04A
P=3.20.32W
Lp. |
Tcz [C] |
Trz |
Trz |
1 |
1200 |
|
|
2 |
1225 |
|
|
3 |
1235 |
|
|
Wartoœci œrednie |
1220 |
1275.824 |
16 |
Wynik |
Tcz =1220C |
|
Trz=128016C |
|
Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.
2.3. Pomiar 3.
U=30.15V
I=2.050.04A
P=6.20.43W
Lp. |
Tcz [C] |
Trz |
Trz |
1 |
1470 |
|
|
2 |
1465 |
|
|
3 |
1445 |
|
|
Wartoœci œrednie |
1460 |
1541.864 |
16 |
Wynik |
Tcz =1460C |
|
Trz=154016C |
|
Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.
2.4. Pomiar 4.
U=40.15V
I=2.350.04A
P=9.40.52W
Lp. |
Tcz [C] |
Trz |
Trz |
1 |
1630 |
|
|
2 |
1595 |
|
|
3 |
1630 |
|
|
Wartoœci œrednie |
1618 |
1720.1 |
16 |
Wynik |
Tcz =1618C |
|
Trz=172016C |
|
Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.
2.5. Pomiar 5.
U=50.15V
I=2.600.04A
P=13.00.6W
Lp. |
Tcz [C] |
Trz |
Trz |
1 |
1750 |
|
|
2 |
1730 |
|
|
3 |
1720 |
|
|
Wartoœci œrednie |
1733 |
1851.464 |
16 |
Wynik |
Tcz =1733C |
|
Trz=185016C |
|
Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.
2.6. Pomiar 6.
U=60.15V
I=2.900.04A
P=17.40.7W
Lp. |
Tcz [C] |
Tcz |
Trz |
Trz |
1 |
1800 |
-0.8 |
|
|
2 |
1780 |
19.2 |
|
|
3 |
1830 |
-30.8 |
|
|
4 |
1780 |
19.2 |
|
|
5 |
1825 |
-25.8 |
|
|
6 |
1780 |
19.2 |
|
|
Wartoœci œrednie |
1799.2 |
9.52 |
1927.725 |
11 |
Wynik |
Tcz =180010C |
|
Trz=193011C |
|
2.7. Pomiar 7.
U=70.15V
I=3.100.04A
P=21.70.8W
Lp. |
Tcz [C] |
Trz |
Trz |
1 |
1925 |
|
|
2 |
1920 |
|
|
3 |
1925 |
|
|
Wartoœci œrednie |
1923 |
2071.64 |
16 |
Wynik |
Tcz =1923C |
|
Trz=207016C |
|
Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.
2.8. Pomiar 8.
U=80.15V
I=3.350.04A
P=26.80.9W
Lp. |
Tcz [C] |
Trz |
Trz |
1 |
2150 |
|
|
2 |
2175 |
|
|
3 |
2150 |
|
|
Wartoœci œrednie |
2158 |
2349.661 |
16 |
Wynik |
Tcz =2158C |
|
Trz=235016C |
|
Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.
2.9. Pomiar 9.
U=90.15V
I=3.60.04A
P=32.40.9W
Lp. |
Tcz [C] |
Trz |
Trz |
1 |
2400 |
|
|
2 |
2325 |
|
|
3 |
2325 |
|
|
Wartoœci œrednie |
2350 |
2581.77 |
16 |
Wynik |
Tcz =2350C |
|
Trz=258016C |
|
Uwaga:w pomiarze za b³¹d temperatury rzeczywistej przyjêto œredni¹ b³êdów w pomiarach 1,6 i 10.
2.10. Pomiar 10.
U=100.15V
I=3.800.04A
P=381W
Lp. |
Tcz [C] |
Tcz |
Trz |
Trz |
1 |
2350 |
16.7 |
|
|
2 |
2400 |
-33.3 |
|
|
3 |
2350 |
16.7 |
|
|
4 |
2350 |
16.7 |
|
|
5 |
2350 |
16.7 |
|
|
6 |
2400 |
-33.3 |
|
|
Wartoœci œrednie |
2366.7 |
11 |
2602.18 |
30.6 |
Wynik |
Tcz =237025C |
|
Trz=260031C |
|
Uwaga:za b³¹d pomiaru przyjêto niedok³adnoœæ pirometru (25C).
3. Przyk³adowe obliczenia.
3.1. Obliczenia b³êdu Tcz
3.2. Obliczenia wartoœci Trz
3.3. Obliczenia Trz.
4. Wykres temperatury w zale¿noœci od pobieranej mocy.
Uwaga:Znaki + ograniczaj¹ pola b³êdów pomiarów.
5. Dyskusja b³êdów.
Zdecydowanie najwiêkszy wp³yw na b³¹d pomiaru temperatury mia³a trudnoœæ w jednoznacznej ocenie, czy oba w³ókna maj¹ jednakow¹ jasnoœæ. Spowodowa³o to du¿e rozbierznoœci w ocenie temperatury w³ókna (rzêdu kilkudziesiêciu stopni).