temperatura instr2014

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->TermodynamikaWydział Inżynierii Mechanicznej i RobotykiII rok inż.Pomiary temperaturyInstrukcja do ćwiczenia© Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska AGHKraków 20141. INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO1.1 Cel ćwiczeniaCel ćwiczenia: Zapoznanie się z metodami i przyrządami do pomiaru temperatury.Szczegółowy przebieg ćwiczenia:1. Pomiar temperatury pomieszczenia laboratoryjnego za pomocą różnych termometrów.2. Wyznaczenie czułości termometru cieczowego (alkoholowego lub rtęciowego)3. Wyznaczenie charakterystyki termometrycznej czujnika rezystancyjnego do pomiarutemperatury.4. Pomiar temperatury za pomocą pirometru.2. POMIARY2.1 Pomiar temperatury w pomieszczeniu laboratorium za pomocą różnych termometrów.Na stanowisku pomiarowym znajdują się różnego rodzaju termometry. Pod nadzoremprowadzącego ćwiczenie należy przeprowadzić pomiar temperatury. Zanotować wskazaniaposzczególnych przyrządów (wraz z jednostkami fizycznymi).Termometr cieczowy (rtęciowy lub alkoholowy): …............. ºCTermometr gazowy: …............. ºCTermometr bimetalowy: …......... ºCTermometr termoelektryczny: …................ ºCTermometr rezystancyjny (z punktu 2.3) .................... ºC2.2 Wyznaczenie czułości termometru cieczowego (alkoholowego lub rtęciowego)Termometr (wpisać rodzaj termometru) …..........................................................Zmiana temperatury o Δt = …................................ºCOdpowiadający tej zmianie temperatury przyrost wysokości słupka cieczy termometrycznej:Δl = ….................. mmCzułość termometru:C�½t�½..................lOd czego zależy czułość termometru?22.3 Pomiar temperatury za pomocą czujnika rezystancyjnego Pt100.Na stanowisku pomiarowym znajduje się czujnik Pt 100 z wyprowadzonymi końcówkamipomiarowymi. Za pomocą omomierza należy zmierzyć opór tego czujnika. Należy uwzględnić opórprzewodów łączących miernik z elementem pomiarowym. Na podstawie normy PN-EN-60751należy znaleźć punkty najbliższe zmierzonej wartości rezystancji, a następnie wyznaczyćanalitycznie równanie charakterystyki termometrycznej czujnika (ze względu na mały zakres będzieto funkcja liniowa) i z tego równania określić szukaną wartość zmierzonej temperatury.Zmierzona rezystancja przewodów łączących miernik z czujnikiem: ….............. ΩZmierzona rezystancja czujnika Pt 100: …............. ΩRzeczywista rezystancja czujnika Pt 100: …............. ΩPierwsza wyższa od wartości zmierzonej wartość tablicowa (z normy PN-EN-60751) rezystancjiczujnika Pt 100: …................ Ω, dla temperatury: …................ ºCPierwsza niższa od wartości zmierzonej wartość tablicowa (z normy PN-EN-60751) rezystancjiczujnika Pt 100: …................ Ω, dla temperatury: …................ ºCRównanie charakterystyki termometrycznej czujnika Pt 100 dla tych dwóch punktów (jako funkcjaliniowa y = a·x + b):Dla temperatur mierzonych w przedziale od 0 do 100ºC można zastosować aproksymację liniowąrównania charakterystyki termometrycznej, postaci:R(t) = R[1+A · t]Szukana temperatura pomieszczenia dla zmierzonej rezystancji czujnika wynosi: ….......... ºCPorównaj otrzymany wynik z rezultatami z punktu 2.1.32.4 Wyznaczenie charakterystyki termometrycznej czujnika rezystancyjnego do pomiarutemperatury oraz przebiegu nagrzewania wody.Opis stanowiska:Na stanowisku znajduje się kuchenka elektryczna. Na płycie grzewczej kuchenki umieszczononaczynie z wodą. W naczyniu znajduje się termometr cieczowy oraz czujnik rezystancyjny dopomiaru temperatury (typ czujnika do wyboru przez prowadzącego), które zamocowane są naspecjalnym statywie. Rezystancja czujnika jest mierzona miernikiem cyfrowym.Przebieg pomiarów:Po włączeniu kuchenki rozpoczyna się nagrzewanie wody w naczyniu. Dla kolejnych wartościtemperatury wody mierzonych za pomocą termometru cieczowego (np. w odstępach co 5 ºC) należyzapisać zmierzone wartości rezystancji czujnika oraz czas w tabeli pomiarowej.Badany czujnik – typ: …..............................Zmierzony opór przewodów łączeniowych: …...................... ΩTabela pomiarowa:Rezystancja czujnikaoraz przewodówłączeniowych[Ω]L. p.Temperatura[ºC]Czas[min:s lub s]Rezystancja czujnika[Ω]12345678910111213141516174Po wykonaniu pomiarów od zmierzonej wartości rezystancji należy odjąć opór przewodówpomiarowych. Można go zmierzyć miernikiem zwierając końcówki tych przewodów. Wartość tegooporu wynosi z reguły około 0,3 - 1 Ω.W oparciu o uzyskane wyniki należy na wspólnym wykresie wykreślić:charakterystykę termometryczną czujnika (tylko otrzymane punkty pomiarowe!).charakterystykę termometryczną czujnika wg odpowiedniej normy (jako linię ciągłą)równanie regresji charakterystyki termometrycznej dla przeprowadzonych pomiarów.Skonfrontować otrzymane rezultaty. Jaka jest wartość temperaturowego współczynnika rezystancjibadanego czujnika?Na osobnym wykresie należy także przedstawić proces nagrzewania wody (temperatura w funkcjiczasu).Regresja liniowa jest to metoda statystyczna estymowania wartości oczekiwanej zmiennej y przyznanych wartościach innej zmiennej lub zmiennych x. Szukana zmienna y jest nazywana zmiennąobjaśnianą, lub zależną. Inne zmienne x nazywa się zmiennymi objaśniającymi lub niezależnymi.Dla jednej zmiennej objaśniającej (tak jak w naszym przypadku) zagadnienie polega napoprowadzeniu prostej y = ax + b.Jeżeli zmierzono obarczone tylko błędami przypadkowymi wartości (xi yi), i = 1, 2, ..., n dwóchróżnych wielkości fizycznych X i Y, oraz wiadomo, że zmienne X i Y są związane ze sobązależnością liniową y = f(x), to najlepszym przybliżeniem współczynników a i b w równaniuliniowym y = ax + b jest:a�½nxiyixiyinxi2xi2b�½1yiaxinGdzie:xiyi– wartości doświadczalne,n – liczba wykonanych pomiarów.Dla określenia współczynników a i b szukanej prostej regresji należy sporządzić tabelęobliczeniową. Liczbę wierszy tabeli należy dobrać indywidualnie w zależności od liczbyprzeprowadzonych pomiarów.5 [ Pobierz całość w formacie PDF ]