Ćwiczenie nr 12

Szablon wyłącznie na użytek Katedry Techniki Cieplnej Politechniki Szczecińskiej
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA
K AT E D R A T E C H N I K I C I E P L N E J
LABORATORIUM Z .....................................................
SPRAWOZDANIE
Ćw. nr : 12
Temat: Pomiar temperatury
Data wyk. ćwicz.
Data złoż. spr.
Ocena
.............................
..........................
Prowadzący ćwiczenie
Podpis
..............................................
Nazwisko i imię studenta
................
.............................................
Rok akad.
Semestr
Grupa lab.
............
.................
UWAGA!! Sprawozdanie proszę wypełnić samodzielnie i czytelnie, za pomocą niebieskiego lub
czarnego długopisu. Inne kolory proszę używać wyłącznie do wykonania wykresów. Proszę zwrócić
szczególną uwagę na słownictwo tzn. używać sformułowań technicznych. Sprawozdanie należy
zszyć oraz złożyć prowadzącemu w terminie 7 dni od przeprowadzonego ćwiczenia.
...............
..................
Uwagi prowadzącego:
1. Cel ćwiczenia
Jeżeli prowadzący ćwiczenie stwierdzi
nieprawidłowości w wykonaniu sprawozdania i
odnotuje je w powyższym polu, należy na osobnym
arkuszu wykonać poprawę i załączyć na końcu
sprawozdania.
2. Cechowanie termometrów oporowych
2.1. Stanowisko pomiarowe
Rx
R1
5
6
7
G
Rt
3
R2
2
Opis rysunku 1:
1 - ................................................
2 - ................................................
3 - ................................................
4 - ................................................
5 - ................................................
6 - ................................................
7 - ................................................
4
1
Rys. 1.
strona 1/11
2.2. Metodyka pomiaru
2.3. Tabela pomiarowa
Tabela 1. Wyniki cechowania termometrów oporowych
Lp
Termometr
Termometr
rtęciowy
termistorowy
wzorcowy
tt
twz
[C]
[C]
Termometr
oporowy Pt-100
Opór R
Temp. tR
[]
[C]
Błąd
Błąd
bezwzględny
bezwzględny
dla termometru dla termometru
termistorowego
oporowego
tt  tt  t wz
t R  t R  t wz
[K]
[K]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2.4. Przykład wyznaczania temperatury t na podstawie
charakterystyki podanej w normie:
R
Dla jednego pomiaru przedstawić sposób wyznaczania temperatury na podstawie wartości zmierzonego oporu. W tym celu należy posłużyć się normą,
udostępnioną przez prowadzącego ćwiczenie. Stosując interpolację liniową wyznaczyć wartości temperatur, korzystając z charakterystyki wzorcowej Pt100.
strona 2/11
Tabela 2. Charakterystyka wzorcowa termometru oporowego Pt-100 (wg normy)
Lp.
Temperatura [C]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Opór []
2.5. Charakterystyka cechowania termometru oporowego
(Na papierze milimetrowym należy wykonać wykres zależności temperatury od oporu dla badanego termometru oporowego Pt-100. Na wykresie tym należy również
przedstawić charakterystykę wzorcową.)
. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .
Rys. 2.
strona 3/11
2.6. Pomiar temperatury z pomocą mostka zrównoważonego
(Korzystając z rysunku 1 wyprowadzić zależność na opór Rt dla mostka dwuprzewodowego. Zmodyfikować mostek pomiarowy
przedstawiony na rys. 1, tak aby powstał mostek trójprzewodowy i narysować go poniżej. Dla mostka .
trójprzewodowego również wyprowadzić zależność na opór R t .)
a) mostek Wheatson’a w układzie dwuprzewodowym
Wyprowadzenie zależności na opór Rt
b) mostek Wheatson’a w układzie trójprzewodowym
Rys. 3.
Wyprowadzenie zależności na opór Rt
strona 4/11
3. Cechowanie termopar
3.1. Stanowisko pomiarowe
2
1
Cu-konst
mV
Cu-konst
3 Cu-konst
x
NiCr-Ni
5
3
7
NiCr-Ni
Opis rysunku 4:
1 - ................................................
2 - ................................................
3 - ................................................
4 - ................................................
5 - ................................................
6 - ................................................
7 - ................................................
8 - ................................................
6
8
33,5
4
Rys. 4.
3.2. Metodyka pomiaru
3.3. Tabela pomiarowa
Tabela 3. Wyniki cechowania termopar
Lp
Termometr
Termopara
rtęciowy
3 x (Cuwzorcowy Cu-Konst
Konst)
twz
[mV]
[mV]
[C]
NiCr-Ni
[mV]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
strona 5/11
Tabela 4. Zależność siły termoelektrycznej od temperatury dla termopar Cu-Konst i NiCr-Ni (norma)
Lp.
Temp. [C]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
STE [mV]
Cu-Konst
NiCr-Ni
3.4. Wykres
(Na papierze milimetrowym należy wykonać wykres zależności siły termoelektrycznej od temperatury dla badanych termopar. Na wykresie tym należy
również przedstawić charakterystyki wzorcowe podane w normach. Należy też zaznaczyć linie błędów odpowiadające przyjętej klasie niedokładności
dla danej termopary wzorcowej.) . . . . . . .. . . . . . . . . .
Rys. 5.
strona 6/11
4. Badanie bezwładności pomiaru temperatury za pomocą termometrów rozszerzalnościowych cieczowych
4.1. Stanowisko pomiarowe
2
1
5
3
4
Opis rysunku 6:
1 - ...................................................................................
2 -...................................................................................
3 -...................................................................................
4 -...................................................................................
5 -...................................................................................
.
Rys. 6.
4.2. Metodyka pomiaru
4.3. Tabela pomiarowa
Tabela 3. Wyniki pomiarów
Lp
Czas
[s]
Termometr
rtęciowy
wzorcowy
twz
[C]
Termometr Termometr
techniczny techniczny
bezotwarty
obudowy obudowany
[C]
[C]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
strona 7/11
4.4. Wykres
Rys. 7.
(Na papierze milimetrowym należy wykonać wykres zależności temperatury od czasu dla badanych termometrów.) . . . . . . .. . . . . . . . . .
strona 8/11
5. Wnioski
a) wnioski dotyczące cechowania termometrów oporowych
b) wnioski dotyczące cechowania termopar
c) wnioski dotyczące określania bezwładności pomiaru temperatury
za pomocą termometrów rozszerzalnościowych cieczowych
strona 9/11
6. Pytania sprawdzające
1. Definicja temperatury.
2. Podaj dwa prawa termometrii.
3. Zdefiniuj jednostkę temperatury w układzie SI.
4. Własności cieczy termometrycznej.
strona 10/11
5. Na czym polega efekt Thomsona.
6. Na czym polega efekt Peltiera.
7. Narysuj i opisz zasadę działania dowolnego pirometru
(termometru optycznego) .
Rysunek wykonać starannie za pomoc przyrządów kreślarskich.
strona 11/11