Ćwiczenie 2

Konduktometr przepływowy

1. Cel doświadczenia:

Zastosowanie konduktometru przepływowego do ciągłego pomiaru stężenia elektrolitu. Zbiorniki przepływowego jako obiekty inercyjne pierwszego i drugiego rzedu. Komputerowe wspomaganie identyfikacji statycznych i dynamicznych właściwości układu pomiarowego.

2. Schemat elektryczny konduktometru:

TR - transformator, obniża napięcie.

Z - zasilacz, w nim napięcie z sieci elektrycznej jest prostowane i stabilizowane.

G - Generator przetwarza stałe napięcie z zasilacza na sinusoidalne napięcie przemienne o stałej amplitudzie.

P - potencjometr, dzielnik napięcia.

Mu - miernik napięcia

Rp - rezystor pomiarowy

Re - Rezystancja

E - czujnik konduktometryczny.

3. Tabele i pomiary

1. Charakterystyka statyczna konduktometru, wykres zależności wskazań miernika konduktometru u_p od stężenia roztworu CuSO₄ dla danego napięcia u.

Stężenie roztworu CuSO4 C [%]	Up [mV]	Napięcie U [mV]
0,8	24,445	67,109
0,4	14,486	67,265
0,2	8,3266	67,265
0,1	4,8596	67,306
0,05	2,6953	67,277
0,0	0,000	67,269

Wykres f(C) = Up

Równanie regresji:

C = 0,0331U_p - 0,044

Współczynnik korelacji:

r = 0,9873

2. Odpowiedź na wymuszenie skokowe obiektu inercyjnego I rzędu.

Lp.	Czas [s]	Stężenie c [%]
1	0	0,76
2	15	0,76
3	30	0,71
4	45	0,66
5	60	0,60
6	75	0,56
7	90	0,51
8	105	0,47
9	120	0,43
10	135	0,40
11	150	0,37
12	165	0,34
13	180	0,31
14	195	0,28
15	210	0,26
16	225	0,23
17	240	0,21
18	255	0,19
19	270	0,18
20	285	0,17
21	300	0,16
22	315	0,15
23	330	0,14
24	345	0,13
25	360	0,11
26	375	0,10
27	390	0,092
28	405	0,089
29	420	0,089

Wykres f(t) = c

Obliczenie stałej T:

Czas	[min] [s]
Stężenie w danym momencie xc	[%]
Szybkość spadku stężenia dc/dt	[%/min]	(0,53-0,62) : 0,5 = -0,18
Stała czasowa układu T	[min]	0,57 : 0,18 = 3,167

Czas	[min] [s]
Stężenie w danym momencie xc	[%]
Szybkość spadku stężenia dc/dt	[%/min]	(0,24 - 0,28) : 0,5 = -0,08
Stała czasowa układu T	[min]	0,21 : 0,08 = 3,125

Czas	[min] [s]
Stężenie w danym momencie xc	[%]
Szybkość spadku stężenia dc/dt	[%/min]	(0,12 - 0,14) : 0,5 = -0,04
Stała czasowa układu T	[min]	0,13 : 0,04 = 3,25

T_śr = (3,167 + 3,125 + 3,25):3 = 3,181 min = 191 s

Stała czasowa I rzędu metoda graficzna195,2 s

T= (C_k-C_x)/ (dc/dτ)_c=cx

W idealnym układzie inercyjnym I rzędu, po upływie czasu T od wymuszenia

skokowego obserwuje się zmianę wielkości wyjściowej o 63,2 % całego skoku.

odczytując z danych T = 195s , co praktycznie pokrywa się ze stała wyznaczoną metodą graficzną.

3. Odpowiedź na wymuszenie skokowe obiektu inercyjnego II rzędu.

Lp.	Czas [s]	Stężenie c [%]
1	0	0,78
2	15	0,77
3	30	0,76
4	45	0,75
5	60	0,75
6	75	0,74
7	90	0,72
8	105	0,70
9	120	0,68
10	135	0,66
11	150	0,63
12	165	0,61
13	180	0,58
14	195	0,56
15	210	0,53
16	225	0,50
17	240	0,48
18	255	0,46
19	270	0,43
20	285	0,41
21	300	0,39
22	315	0,38
23	330	0,36
24	345	0,36
25	360	0,36
26	375	0,35
27	390	0,33
28	405	0,31
29	420	0,29
30	435	0,27
31	450	0,25
32	465	0,24
33	480	0,22
34	495	0,21
35	510	0,19
36	525	0,18
37	540	0,16
38	555	0,15
39	570	0,14
40	585	0,13
41	600	0,12
42	615	0,11
43	630	0,10
44	645	0,092
45	660	0,083
46	675	0,075
47	690	0,067
48	705	0,060
49	720	0,053
50	735	0,047
51	750	0,040
52	765	0,035
53	780	0,030
54	795	0,025
55	810	0,020
56	825	0,016
57	840	0,012
58	855	0,008
59	870	0,004
60	885	0,001

Stała czasowa II rzędu 471s

Czas opóźnienia 208s

	I rząd	II rząd
Metoda graficzna	191 s	422,2 s
Druga metoda	195,2 s
Trzecia metoda	195 s
Czas opóźnienia		208 s

---