5654708859

POMIARY TEMPERATURY

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami pomiaru temperatury oraz wyznaczenie charakterystyk wybranych czujników temperatury (NTC, PTC, PT100, LM35, termopara typu K).

2. Przebieg ćwiczenia.

Należy dokonać pomiarów wielkości przedstawionych w dalszej części instrukcji. Do zasilania czujnika LM 35 wykorzystać napięcie 5V z zasilacza stanowiska. Zwrócić szczególną uwagę na wybrany zakres pomiarowy i wielkość mierzoną przyrządów przy naprzemiennym pomiarze rezystancji i napięcia.

3. Pomiar temperatury.

Realizacja pomiaru temperatury może odbywać się z wykorzystaniem metod dotykowych (konieczny jest prawidłowy kontakt czujnika z przedmiotem) oraz bezdotykowych (pomiar parametrów promieniowania emitowanego przez ciało - pirometria). W zależności od wykorzystanych do pomiaru własności fizycznych czujnika pomiarowego, wyróżnić można:

• Czujniki generacyjne:

o wytwarzania napięcia elektrycznego na styku dwóch metali (termopara) w różnych temperaturach,

• Czujniki parametryczne

o zmiany rezystancji elementu (termistor), o zmiany objętości cieczy, gazu lub długości ciała stałego, o zmiana barwy - barwa żaru, barwa nalotowa stali, farba zmieniająca kolor pod wpływem temperatury, o zmiany parametrów złącza półprzewodnikowego o odkształcenia bimetalu, o stożki Segera.

W przypadku automatycznego pomiarów temperatury do celów regulacji procesów najszerzej znajdują zastosowanie pomiary z wykorzystaniem pomiaru zmian rezystancji oraz napięcia termopary. Coraz powszechniej wykorzystywane są również scalone czujniki temperatury jak analogowy LM35 czy cyfrowy DS18B20.

3.1 Termopara to złącze dwóch różnych metali, na którym powstaje napięcie zależne od różnicy temperatury miedzy „zimnymi” i „gorącymi” końcami. Współczynnik temperaturowy jest rzędu 40-50 |4V/°C. Zakres pracy od -270°C do ok+2000°C. Spoiny termopar wykonuje się najczęściej przez spawanie, a rzadziej lutowanie, zgrzewanie czy skręcanie i zwalcowywanie.

Materiały stosowane na termoelementy powinny wykazywać następujące cechy: wysoka temperatura topnienia, wysoka dopuszczalna temperatura pracy ciągłej, duża odporność na wpływy atmosferyczne, możliwie mała rezystywność, mały cieplny współczynnik rezystancji, stałość parametrów w czasie. Działanie termopar opiera się na zjawiskach Seebecka, Peltiera i Thomsona. Największą rolę odgrywa zjawisko Seebecka,