temperatura instr2014, Imir imim, Semestr 3, Termo
[ 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�½t�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�½nxiyixiyinxi2xi2b�½1yiaxinGdzie: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 ]