sprawko cw 4.doc

I Zestaw przyrządów:

1. miernik do pomiaru temperatury (termometr termoelektryczny)

2. czujnik Pt100 (termometr oporowy)

3. piecyk

II Cel ćwiczenia:

-sprawdzenie miernika do pomiaru napięć termoelektrycznych,

-sprawdzenie i wyznaczenie poprawek mierników do pomiarów temperatur dla termoelementu typu K,

-sprawdzenie i wyznaczenie poprawek termometrów oporowych Pt100 klasy 2.

III Wiadomości wstępne:

Termometr – przyrząd do pomiaru temperatury metodą pośrednią, na podstawie zmiany pod wpływem temperatury właściwości termometrycznej ciała termometrycznego zastosowanego w termometrze.

Zakres mierzonych temperatur i zastosowań termometru w znacznym stopniu zależy od ciała termometrycznego i właściwości termometrycznej. Termometr może służyć do pomiaru dowolnej temperatury w określonym zakresie lub wskazywania tylko wybranych wartości temperatury (wskaźniki temperatury).

Termometr termoelektryczny – przyrząd reagujący na zmianę temperatury zmianą siły termoelektrycznej wbudowanego w niego termoelementu. W osłonie ochronnej, oprócz termoelementu znajdują się zaciski zewnętrzne do przyłączenia elektrycznych przyrządów pomiarowych. Mogą zawierać elementy montażowe lub głowice przyłączeniowe.

Termoelement (termoogniwo, termopara, ogniwo termoelektryczne) - czujnik temperatury wykorzystujący zjawisko Seebecka. Składa się z połączenia dwóch różnych metali.

Termoelementy odznaczają się dużą dokładnością i elastycznością konstrukcji, co pozwala na ich zastosowanie w różnych warunkach.

Wadą jest mechaniczna nietrwałość złącza pomiarowego i możliwość przepływu prądu poza obwodem termopary, gdy złącze nie jest izolowane. Izolacja złącza eliminuje ten efekt, ale wydłuża czas reakcji termopary na zmianę temperatury. Dlatego w pomiarach o dużej dynamice zmian stosuje się termopary bez osłony.

Składa się z pary (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 (siła elektromotoryczna), zwana w tym przypadku siłą termoelektryczną, proporcjonalna do różnicy tych temperatur.

Spoina pomiarowa może znajdować się w obudowie o dużym przewodnictwie cieplnym. Instaluje się ją w miejscu pomiaru temperatury. Złącze odniesienia może być umieszczane w ściśle określonej temperaturze odniesienia, np. topniejącym lodzie. Złącze to może nie być złączem bezpośrednim, a zamknięcie obwodu odbywa się poprzez zaciski miernika.

Do budowy wykorzystuje się metale szlachetne: platyna i platynorod, wolfram i molibden, oraz nieszlachetne. Np.: żelazo i miedź-nikiel, miedź i miedź-nikiel, nikiel-chrom i nikiel-aluminium.

Termometr oporowy - wykorzystujący zmianę oporu elektrycznego wraz

z temperaturą. Materiały stosowane w tego typu czujnikach: platyna, brąz, półprzewodniki, specjalne stopy.

Termometrem rezystancyjnym, czysto wykorzystywanym w pomiarach temperatur jest termometr Pt100, o rezystancji 100Ω w 0°C i 138 Ω w 100°C oraz współczynniku α równym α =3,925 10-3 °C-1

Wielkością charakterystyczną dla termometrów rezystancyjnych jest również ich czułość. Można ją określić jako zmianę oporu przypadającą na 1°C. Dla termometrów Pt 100 wynosi ona ok. 0,4 Ω/°C.

Wzorcowanie (inaczej: kalibracja) - ogół czynności ustalających relację między wartościami wielkości mierzonej wskazanymi przez przyrząd pomiarowy a odpowiednimi wartościami wielkości fizycznych, realizowanymi przez wzorzec jednostki miary wraz z podaniem niepewności tego pomiaru.

W najprostszym przypadku polega to na określeniu różnicy pomiędzy wskazaniem przyrządu wzorcowego a wskazaniem przyrządu wzorcowanego z uwzględnieniem niepewności pomiaru dokonanego przy pomocy przyrządu wzorcowego.

Celem wzorcowania jest określenie kondycji metrologicznej wzorcowanego przyrządu, określającej jego przydatność do wykonywania pomiarów, w tym również przekazywania jednostki miary, lub poświadczenie, że wzorcowany przyrząd spełnia określone wymagania metrologiczne, przy czym wynik wzorcowania poświadczany jest w świadectwie wzorcowania. Podczas wzorcowania musi być zachowana spójność pomiarowa, czyli nieprzerwany ciąg odniesień do wzorca krajowego lub międzynarodowego.

IV Wyniki pomiarów:

Termoelement typu K nikiel-chrom/nikiel- aluminium (NiCr-NiAl)

Klasa 1,5 ; zakres 1200ºC ; dokładność ±18ºC

Opór linii 10Ω

Opór linii 0Ω

Klasa B: Δtg = ±(0,30 +0,005·t)