Temat: Charakterystyki statyczne elementów automatyki.

Do najczęściej mierzonych wielkości fizycznych mierzonych w układach automatycznego sterowania procesami technologicznymi należą:

-temperatura

-siła

-ciśnienie.

Podczas przeprowadzania naszego laboratorium wyznaczaliśmy charakterystyki dwóch czujników do pomiaru temperatury: termopary i termoelementu ( termooporu).

Termopara jest czujnikiem temperatur, który wykorzystuje zjawisko Seebecka. Składa się z dwóch różnych metali zwykle w postaci przewodów, spojonych na dwóch końcach. Jedno złącze umieszczane jest w miejscu pomiaru, podczas gdy drugie utrzymywane jest w stałej temperaturze odniesienia. Pod wpływem różnicy temperatury między miejscami złączy (pomiarowego i "odniesienia") powstaje różnica potencjałów , zwana w tym przypadku siłą termoelektryczną, proporcjonalna do różnicy tych temperatur. Wartość siły termoelektrycznej określa się ze wzoru

w którym:

k - stała Boltzmana,

e - ładunek elektronu,

N₁, N2 -liczby swobodnych elektronów w 1 cm³ obu metali.

Termometr oporowy to czujnik temperatury, w którym wykorzystuje się zależność określającą zmiany rezystancji ( przewodników lub półprzewodników) w funkcji temperatury. Dzięki temu w termo oporach pomiar temperatury sprowadza się właściwie do pomiaru rezystancji. Zależność przedstawiająca zmiany rezystancji w funkcji temperatury, jest następująca

gdzie:

R_t - rezystancja przewodnika w temperaturze t,

R₀ - rezystancja przewodnika w temperaturze t₀,

T=T-T₀ - różnica temperatur,

a, b - współczynniki związane z rodzajem materiału czujnika.

1.Charakterystyka czujnika oporowego

charakterystyka czujnika oporowego
Początkowa temperatura wody	18,2	[°C]
opór czujnika	108,49	[Ω]

Temp. [°C]	Opór [Ω]
18.2	108,49
20	109,48
25	110,39
30	112,31
35	113,87
40	115,82
45	117,76
50	119,78
55	121,67
60	123,51
65	125,44
70	127,26
75	129,30
80	131,09
85	133,19
90	135,12
95	136,94
99.4	139,22

2. Charakterystyka termopary

TEMPERATURA [^OC]	ODCZYT VOLTOMIERZA [mV]
		Grzanie	chłodzenie
23	-0,01	-0,21	Stan wyjściowy
25	0,05	-0,15
30	0,22	0,02
35	0,44	0,24
40	0,69	0,49
45	0,97	0,77
50	1,23	1,03
55	1,46	1,26
60	1,72	1,52
65	1,98	1,78
70	2,22	2,02
75	2,49	2,29
80	2,77	2,57
85	3,04	2,84
90	3,34	3,14
95	3,61	3,41
98,2	3,92	3,72	Stan wrzenia

3. WNIOSKI:

W obu przypadkach doprowadziliśmy wodę do stanu wrzenia, ale jak można zauważyć podczas pomiaru termooporem wrzenie nastąpiło w temperaturze 99,4⁰C zaś przy pomiarze termoparą w temperaturze 98,2⁰C. Wynika to z tego, iż pojemnik w którym znajdowała się woda do pomiaru za pomocą termopary był otwarty, zaś woda używana do pomiaru za pomocą termooporu znajdowała się w pojemniku zamkniętym, co generowało większe ciśnienie wywierane na jej powierzchnie. Jak powszechnie wiadomo temperatura wrzenia zależy od ciśnienia i jest niższa dla niższych ciśnień. Stąd właśnie zaobserwowany efekty różnych temperatur wrzenia wody.

---