ponitarytemperatury i plynow i cial stalych i20temperat... · elektrolity, pólprzewodniki i...

10
11 I I I I I I I I I.;!!I 'II II r I PONITARYTEMPERATURY , PLYNOW I CIAL STALYCH I r I"

Upload: vokhanh

Post on 28-Feb-2019

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

11

III

I

I

I

I

I

I.;!!I

'II

II

r

I

PONITARYTEMPERATURY,PLYNOW I CIAL STALYCH

IrI"

Page 2: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

:/1

POIv.1IARTEMPERATURY

CELCWICZENIACelem cwiczenia jest

-zapoznanie sie z róznymi typami przyrzadów termometrycznych;-przeprowadzenie pomiarów temperatmy termometrami o róznej konstrukcji;-wyznaczenie bledów pomiaru wynikajacych ze sposobu umieszczenia przyrzadupomiarowego;-okreslenie charakterystyki skokowej czujnika termometrycznego.

\VP R O W .AD ZENJE

Temperaturajest miara energiikinetycznej czasteczek substancji,a zatemsluzy olcresleniu stanu-energetycznegocial. Pomiar temperaturyma charakterposredni i polega na okresleniuzmian wlasnosci fizycznychcial zaleznych odtemperatury i wyrazeniu ich przez' wartosci liczbowe w odpowiednichskalachtermometrycznych.

Podczas pomiaru temperatury wykorzystuje sie tzw. zasade Fowlera-zerowa zasade termodynamiki.Glosi ona, ze jezeli dwa ciala znajduja sie wrównowadze termicznej z trzecim ciale~ to sa one w równowadze termicznejmiedzy soba. Tak wiec o równosci temperatur dwóch cial swiadczajednakowewskazania termome1ru(1rzeciegociala)bedacego w kontakciez kazdymcialem zosobna. Ponadto oba ciala nie zmienia swej temperatury (nie nastapi wymianaciepla) po zetknieciuze soba.

!

I ..

I

1.1

IJ

II .

P O D ZIAL P RZYRZAP Ó W D O P OJv1IARU TErYIPERA TUR Y

Przyrzady do pomiaru temperatury podzielic mozna na stykowe ibezstykowe.l. Przyrzady wykorzystujace metody stykowe nazywa sie termometrami. Czujniktemperatury styka sie bezposrednio z cialem lub badanym osrodkiem i wymieniacieplo na zasadzie przewodzenia, konwekcji i (lub) promieniowania.Przyrzady te podzielic mozna na:-Irieelektryczne; wsród nich: termometry rozszerza1nosciowe i cisnieniowe;-elektryczne; wsród nich: termometry termoelektryczne, rezystancyjne;2.Bezstykowe \metody pomiaru temperatury cial wykorzystuja zjawiskowysylania promieniowania cieplnego przez nagrzane cialo. Polegaja one napomiarze wielkosci charakteryzujacej promieniowanie i zaleznej od temperatury.Przyrzady takie, najczesciej wykonane jako optyczne, sa nazywane pirometrami.

PRZEGLAD OBEJMUJACY ZASADY DZIALANIA I BUDOWENIEKTÓRYCHTYPÓWTERM:Olv1ETRÓWl. Termometry rozszerza1nosciowe cieczowe.

Sa to termometry wykorzystujace 7JT11aneobjetosci cieczy termometrycznej/rozszerza1nosc objetosciowa! przy 7JT11rolietemperatury. Termometr~ki-sklada

A

O~J\9.-(. 4};uJ{V ~

~ ,{':ijV C.;G,.,'71f ,Ii

~

Page 3: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

r.'~" '~.'~

sie ze zbiorniczka wypelnionego ciecza termometryczna /stanowiacego czujm1cJiz polaczopej-z ninr cienkiej rurki ~ilamej zaopatrzonej w skale. Najczesciej

. stosuje sie termometry szklane cieczowe napehrione rtecia, alkoholem etylo~toluene~ pentanem, w zaleznosci od pozadanego zakresu pomiarowego.Najczesciej ~osowana ciecza termometrycznajest rtec ze wzgledu na mozliwosczastosowania dla szerokiego przedzialu mierzonej temperatury, niezwilzallloscszld~ dobre wlasciwosci cieplne.

Zaletami termometrów cieczowych sa: prosta budow~ duza doldadnosc,dosc szeroki zakres pomiarowy, mozliwosc prowadzenia obserwacji ciaglychoraz to, ze nie potrzeba dodatkowych przyrzadów do wykonania pomiaru.

Wadami sa: brak mozliwosci zdalnego pomiaru temperatury orazrejestracjiwskaz~ utrudnionesa tezpomiarytemperaturyszybkozmiennej.

2. Termome1Iycisnieniowe(manometryczne).Sa to termometry wykorzystujace zjawisko zmiany cisnienia ciala

termome1Iycznego (ciec~ para-ciecz). Ze wzgledu na zastosowane cialotermome1Iyczne,termometrycisnieniowemoznapodzielic na: cieczowe, parowe,gazowe.

W termometrach cisnieniowychcieczowych ciecz termome1Iyczna (rtec,naft~ alkohol metylowy) wypelnia zamknietyuklad skladajacy sie z czujm1(a,uldadu pomiarowego (rurkaBourdona)i kapilarylaczacej czujnik ze wskazówka.Zmiana temperatury czujnika wywoluje zmiane cisnienia w ukladzie i wkonsekwencji odksztalcenie rurki Bourdona przenoszone na ukladwskazówkowy, co pozwala okreslic (empirycznie) funkcje odksztalceniaodpowiadajacego danej temperaturze.

Na dokladnosc wskazan termometrówwplyw decydujacy maja: wahaniatemperatury otoczenia oraz róznica poziomówumieszczenia miernika i czujm1<:a.

Zmiany temperatury otoczenia kapilary i elementu sprezystego (wystepujaceprzy duzej odleglosci czujnika od miernika)powoduja zmiane objetosci cieczytermometrycznej, a co za tym idzie - zmiane cisnienia cieczy wewnatrz ukladutermometru. Nalezy wówczas stosowac urzadzenia kompensujace powstalyuchyb temperatury. Uchyb temperatury wynikajacy z róznicy poziomówumieszczenia miernika i czujnika mozna wyeliminowac nastawiajac polozeniezerowe wskazówki miernika po zainstalowaniu termometru. Termometrycisnieniowe cieczowe wykonujesiew klasieniedokladnosci do 1.5%.

3. Termome1Iy rezystancjjne (oporowe).Zasada dzialania czujników rezystancyjnych polega na wykorzystaniu

zmiennosci rezystancji czynnego elementu czujnika pod wplywem temperatury.Wiekszosc metali wykazuje zwiekszenie rezystancji ze wzrostem temperatury.Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancjeprzy wzroscie temperatury, .

?<--

Page 4: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

Czujniki rezystancyjne metalowe.

Sposród czysty~ metalina czujnikitermometrycznenajczesciejuzywasieplatyny, m1dui miedzi. Platyna:wyrózniasie staloscia wlasnosci fizycznych,jestkowalna i odporna na korozjefurmometry rezystancyjne platynowew zakresietemperatury -190-630°Csa najdokladniejsZymitermometrami.Nikiel (stosowanyw zakresie temperatur -60-300°C),charakteryzuje duza wartosc wspólczynnikatermicznej zmiany rezystancji;jest odporny na wplywy chemicznei utlenianie.Miedz, malo odporna na utlenianie,jest stosowana do pomiarów temperaturyotoczenia i nizszej.

Czujniki oporowe wykonuje sie z cienkich drutów (0.04-0.1 mm)nawinietych na róznie przygotowane materialy izolacyjne. Ze wzgledu nadelikatna konstrukcje, czujniki umieszcza sie w oslonach metalowych,którechronia opornik przed zwarciem, wilgocia, wplywami chemicznymi izniszczeniem mechanicznym.

Ze wzgledu na stosunkowoduze wymiary czujników rezystoro\V)'ch, nienadaj a sie one do pomiaru temperaturymalych przedmiotów lub przestrzeni.Zewzgledu na niewielka rezystancje czujnika, w dokladnych pomiarach nalezyuwzgledniac wplyw zmian opornosciprzewodów przylaczeniowych(zwlaszczajesli sa one dlugie)na wynikpomiaru.

.. Czujniki rezystancyjne pólprzewodnikowe (termistory).Czujnilci termometrów termistorowych wykonywane sa zwykle z proszków

tlenków (siarczków, krzemianów) róznych metali, takich jak: nikieL kobalt,miedz, zelazo, mangan, cynk, tytan, alunrinium, magnez. Proszki sa spiekane wwysolciej temperaturze. Same czujniki wykonuje sie w postaci plytek, bagietek,precików itp. Zalcres stosowania termistorów wynosi -100-300°C.

Zaleta termistorów w stosunku do rezystorów metalowych jest mozliwoscuzyskania duzych czulosci pomiaru, siegajacych O.OOI1<.,glównie dzieki duzejwartosci wspólczymrika termicznej zmiany rezystancji oraz malej bezwladnoscicieplnej wynikajacej z mozliwosci uzyskania stosunkowo niewielkich rozmiarówczujnilca. Czujnilci te moga byc równiez wykorzystywane przy pomiarachpunktowych oraz przy pomiarach temperatur szybkozmiennych. . Duzy opórczujnika umozliwia stosowanie dlugich przewodów miedzy czujm1ciem imiemilciem. Wada termistorów jest mozliwosc starzenia sie materialupólprzewodnika, szczególnie przy przelcroczeniu dopuszczalnej temperatmy, wwyniku czego w sposób nieodwracalny zmieniaja sie jego wlasnosci. Do wadmozna tez zaliczyc koniecznosc zabezpieczenia ternristora przed samopodgrzewaniem sie, które powoduje duzy uchYb pomiaru.

W przypadku wszystkich typów termometrów rezystancyjnych istniejekoniecznosc stosowania dodatkowych urzadzen pomiarowych i zewnetrznychzródel zasilania. Do pomiarówwykorzystujesie urzadzeniamierzacerezystancje.Najczesciej stosowana jest metoda móstkowa, oparta na zasadzie pomiaru

J, -- ~~

IL--

,,

l

t

,

\

1\

I

I

II

~

'I

,

\

\

,

l

I

.. -~,-:::i

Page 5: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

~ "7:

:;,,"",. ...'

rezystancji mostkiem Wheatstone'a zrównowazonymlub niezrównowazonym.pomiar temperatury przez pomiar rezystancji czujnika termometrycznego,wymaga znajomosci charakterystyki rezystancyjno-temperaturowej danego

. czujnika.

4. Termometry termoelektryczne.Czujnik termometru termoelektrycznegosklada sie z dwóch przewodów

wykonanych z róznych metali, zlaczonych na jednym koncu w spoine,umieszczona, w srodowisku, którego temperature zamierza sie mierzyc Gest totzw. spoina pomiarowa). Pozostale dwa konce, które zwykle znajduja sie w innejtemperaturze niz mierzona, nosza nazwe wolnych przewodów lub spoinyodniesienia. W obwodzie zamknietym, powstalym ze zlaczenia dwu róznychmetali, gdy miejsca ich styku znajduja sie w róznych temperaturach, powstaje silatermoelektryczna, która jest proporcjonalna do róznicy temperatur spoinymierniczej i spoiny odniesienia. Jezeli temperatura spoiny odniesienia nie bedziesie zmieniala w czasie, to sila termoelektryczna w omawianym obwodzie bedziefunk9ja tylko spoiny mierniczej. Przy dokladnych pomiarach do stabilizacjitemperatury spoiny odniesienia stosuje sie: mieszanine wody destylowanej zlodem, chlodnice pólprzewodnikowe, ultratermostaty.

Najczesciej stosowane termoelementy: miedz konstantan (Cu-Konst, -200do 500 OC), zelazo-konstantan (Fe-Konst, -200-do 600 OC),nilciel chrom-nikiel(NiCr-Ni, do 1000 OC),platyna rod-platyna (PtRh-Pt, do .1600 OC).Stosuje siezwylde przewody o srednicy 1-3 mm, zwlaszcza gdy chodzi o uzyskanie jaknajmniej szej' rezYstancji termoelementu (przy pomiarach metoda wychylowapradowa). Do celów laboratoI}jnych, pomiarów punktowych lub przy stosowaniumaterialów drogich, stosuje sie termoelementy z drutów o srednicach 0.1-0.5mm.Elektrody (druty) laczy sie ze soba poprzez spawanie lub lutowanie. W celuzabezpieczenia termoelementu przed uszkodzeniem mechanicznym i wplywemotoczenia, umieszcza sie go w gaZoszczelnej stalowej, kwarcowej lubporcelanowej obudowie, która powinna posiadac dobre przewodnictwo cieplne,mala bezwladnosc cieplna oraz odpornosc na uszkodzenia mechaniczne.

W przypadku, kiedy odleglosc miedzy miejscem pomiaru a przyrzadempomiarowym jest znaczna, polaczenie termoelementu z przyrzadem pomiarowymwykonuje sie tzw. przewodami kompensacyjnymi. Charakterystyka napieciowo-temperaturowa tych przewodów jest taka sama lub zblizona do charakterystylcitermoelementu, a rezystancja stosunkowo mala.

Pomiarów sily termoelektrycznej dokonuje sie za pomoca miliwoltomierzazainstalowanego w obwodzie termoelementu. Stosuje sie miliwoltomierze o.rezystancji wewnetrznej nie mniejszej niz 100 Q, a przy doldadniejszychpomiarach do ok 1000 Q. Charakterystyki napieciowo-temperaturowetermoelementów podawane sa w postaci tablic lub wylaesów przy olaeslonejtemperaturze spoiny odniesienia (najczesciej Oec).

~

~

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

~

Page 6: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

UWAGI OGÓLNE DOTYCZACE :METODYIG PROWADZENIAPO 1YfIARÓW TEMPERATURY

Prowadzac pomiary temperatury, nalezy wybrac wlasciwa metodepomiaru, rodzaj termometru.,jego za1aes i klase niedokladnosci.Mozna sie przytym kierowac nastepujacymiwskazówkami:-w pomiarach wykorzystywacwlasnosci fizyczne ustroju pomiarowegozalezneliniowood temperatury; .

-dla dokladnego wyznaczenia temperaturyciala, kontaktujacysie z nim miernikpowinien miec jak najnmiejszapojemnosccieplna- przy umieszczaniu termome1ronalezy pamietac, ze jest on zródlem zaburzenistniejacego pola temperatur,- nalezy ograniczac do minimum wplyw otoczenia o temperaturze innej niztemperatura obiektu pomiaru, gdyz moze nastapic wymiana ciepla pomiedzytermometrem i otoczeniem, np. droga promieniowania, co zafalszuje wynikpomiaru. '

Do doldadnych pomiarów temperatury cial stalych uzywa sie najczesciejtermoelementów. Istotnyjest w tym przypadkujak najlepszykontakt czujnika zmiejscem pomiaru. Przy pomiarach temperatury cieczy znajdujacej sie wspoczynku stosowac mozna dowolne termometry. Czesto do wyrównaniatemperatury cieczy stosuje sie mieszadla. Do pomiaru temperatury gazu wspoczynku stosowac mozna dowolne termometry, pamietajac jednak abyzapobiec wymianie ciepla przez promieniowanie miedzy czujnikie~ aotoczeniem, oslaniajac czujruk elcranem.Czesto dla poprawieniawspólczynrukaprzejmowania ciepla miedzy tak obudowanymczujnikiemi osrodkiembadanymwywoluje sie wymuszonyprzeplyw gazu omywajacego czujniktermome1ro(tzw.termometry aspiracyjne).Pomiartemperaturyplynu znajdujacegosie w ruchujestzwylde obarczony bledamispowodowanymigló~e przez odprowadzaniecieplaz miejsca pomiaru przez czujnik termometrui promieniowanie.CzujIDkpowinienwiec miec mozliwie male wymiary, a ewentualna jego obudowa powinnaposiadac zle przewodnictwo cieplne.Przestrzenmiedzy czujnikiemtermometru atuleja ochronna wype1niasie olejem, piaskiem lub opilk::nnimetali do górnegopoziomu czujIDka.Miejsce, w którym jest termometr, powinno byc izolowanecieplnie. Zmniejszenie strat ciepla przez promieniowanieuzyskuje sie poprzezpolaycie powierzchni czujnika materialem o. malym wspólczynnikupromieniowania (np.zlotem, srebrem,platyna) lub poprzez zastosowanie ekranuw postaci cylindrycznej tulei wykonanej z materialu o malym wspólczynnikupromieniowania, umieszczonej wokól czujruka. W przypadku pomiarówtemperatury gazów, czesto stosuje sie czujniki o powierzchniachozebrowanych(zebra z materialu o duzym wspólczynniku przewodzenia ciepla i mozliwiemalym wspólczynniku promieniowania).

.,

iI.! .IIiIIi'I!!

~

~

II

11

~IIitli

II

II

II

~ ;,r

!!III! . ..!I!!L !!

Page 7: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

~"""."

~(-'

ZAKRE S C\VI CZENIA

1. Pomiar temperatury cieczy termometrami rozszerza1nosciowymi2. Pomiar temperatury gazu (powie1Iza) termome1rami: termoelekt:ryczn~

oporowym i aspiracyjnym.3.Wyznaczenie i porównanie charakterystyk dynamicznych termome1rów

rozszerza1nosciowych, termoelektrycznych i oporowych.

CZESC DOSWIADCZALNA "

1.Pomiar temperatury cieczy termometrami rozszerza1nosciowymi.1.1. Wyznaczenie poprawek wskazan termometrów rteciowych.

Dla wyznaczenia wplywu histerezy szkla, z którego wykonanotermome1ry, nalezy je umiescic w termosie z topniejacym lodem (O°C)i poustaleniu sie temperatury odczytac wskaz~nia poszczególnych termometrów.Odchylke wskazan od wartosci OoC nalezy przyjac jako stala poprawke dladanego termometru i uwzgledniacprzy dalszychpomiarach.

Nastepnie termome1ry przenosi sie do ultratermostatu i porównuje ichwskazania ze wskazaniami termome1rn kontrolnego (wzorcowego). Pomiarywykonac nalezy dla 1Izech kolejno ustawianych na termome1Izekontaktowymwartosci temperatur wody w ultratermostacie.Wszystkie pomiary wykonywanesa dwulaotnie: dla termome1rówgleboko zanurzonychoraz ustawionychtak, zezanurzone sajedynie banki z ciecza termometrycZIla:

Nalezy stwierdzic, czy badane termome1rynadaja sie do pomiarów (odchylkiwyznaczone w temperaturze O oC oraz w temperaturze utrzymywanejwultratermostacie powinny byc jednakowe dla danego termometru). Ponadtoporównac nalezy wskazania termome1róww zaleznosci od stopnia zanurzeniawCIeczy.

2. Pomiar temperatury powie1Iza.2.1. Pomiar temperatury powie1Iza termome1rem oporowym.

Do pomiaru wykorzystuje sie termome1r oporowy typu Pt 100. Wyznaczycnalezy opór elektryczny czujnika wraz z przewodami przylaczenio~wykorzystujac do tego mostek Wheatstone'a zasilany z zewna1IZprzez zasilaczstabilizowany pradem I 10A o napieciu U 2V. Dobór oporo równowazacegomostek jest kontrolowany za pomoca cyfrowego miliwoltomierza. Schematuldadu pomiarowego przedstawionona rys.l.

W celu porównania otrzymanej wartosci oporo czujnika Pt 100 z jegocharakterystyka termiczna, nalezy zmierzyc temperature powie1Izaw otoczeniuczujm1cauzywajac termome1ruaspiracyjnego.Nastepnie dla otrzymanejwartoscitemperatury oblicza sie odpowiadajacyjej opór czujnika oporowego,korzystajacz wyrazenia stanowiacego charakterystyketermicznaPt 100:

Rt R,(1+at+bf) [Q] .

gdzie Rt- opór czujnika w temperaturze t [Q] "

b"

<;";';".; """-,,."": -,-

Page 8: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

I

i

I

I

L

-

,

R,- opór czujnika w temperaturze O°C,Ro=100 Qa 3.96847 .10-3b= -5.847 .10-7

Ptl00

mV

rys. 1.Schemat ukladu do pomiaru temperatury powietrzatermometrem oporowym.

Na podstawie porównania zmierzonej i wyliczonej wartosci oporu czujnika,oszacowac nalezy opornosc przewodów przylaczeniowych. Dla kontroli moznarówniez wyznaczyc opór przewodów przylaczeniowyc~ mierzac opór Pt 100 wtemperaturze OoC(temperatura mieszaniny wody z lodem) i porównujac wynik zwartoscia wzorcowaR,=100 Q.2.2.Pomiar temperatury powie1rza termometrem termoe1eld::rycZI1ym.

Do pomiaru wykorzystuje sie termopare typu NiCr-Ni, którejcharakterystyke (fragment)zalaczono w tab.l. i tab.2.Schemat ukladu pomiarowegoprzedstawia rys. 2. Spoine odniesieniaumiescicnalezy w termosie zawierajacymmieszaninewody z lode~ a spoinepomiarowausytuowac w poblizu czujnika Pt 100. Wolne konce przewodówpodlaczyc domiliwoltomierza (zakres 10 mV) i zmierzyc napiecie odpowiadajacepowstalejsile termoelektrycznej. Korzystajac z charakterystyki termopary, okreslictemperatura powietrza.

~

~

~I

mreszanma

wody z loden

.1

.1I

;;Jspomapom1arowa

spomaodniesienia

rys.2.Schemat ukladu do pomiaru temperatmy powietrzatermometrem termoelektrycznym.

7

- --" .. ,. ._= """""~=

Page 9: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

~

Nalezy zestawic i porównac wyniki pomiarów temperatury powietrza uzyskaneza pomoca termometru oporowego .oraz termopary.

~

3. Wyznaczenie charakterystykdynamicznychtermometrów.Charakterystyke dynamiczna termome1ru uzyskuje sie przenoszac

mozliwie szybko termometrz termosu zawierajacegomieszaninewody z lodem

ob~~ (t=0 o~).do.ultratermostatuz ~oda o ~ej, ~~ ~zej tempe~e. P~\ ~przemesIemu termometru, rmerzy SIe czas oSlagmecla temperatury rowneJ"

~tw (tw- temperatura wody w ultratermostacie) oraz czas osiagnieciawskazania temperatury wody w ultratermostacie. Dla uzyskania dokladnegoprzebiegu czasowego odpowiedzi skokowej badanego przyrzadu, nalezydodatkowo odczytywac temperatury wskazywane przez termometr w równychprzedzialach czasu ustalania sie temperatury. Opisana metoda otrzymuje siewylaes zaleznosci chwilowego wskaVJniatemperatury w czasie: L f('t) orazwartosc tzw. stalej czasowej ('to)badanego termometruGest to czas osiagniecia

63"2...temperatury równej ~w). Stala czasowa olaesla bezwladnosc cieplnaczujnika termometru. Zalezy ona ód wlasnosci konstrukcyjnych i fizycznychczujnika jak i warunków wymiany ciepla miedzy czujTIilciema otoczeniem. Wzaleznosci od chara1.1:eruzmiennosci mierzonej temperatury, nalezy dobractermometr o odpowiedniodobranejstalej czasowej.3.1.Wyznaczenie charakterystykidynamicznejtermometrurozszerza1nosciowegooraz termoelektrycznego.

Postepujac zgodniez opisana metodyka,wyznaczyc nalezy stala czasowaoraz czas osiagniecia przez czujnik zadanej temperatury koncowej, dlawybranego termometru rteciowego oraz termopary (NiCr-Ni). W przypadlcutermometru rteciowegoposzczegó1netemperaturyodczytujemyprzy zanurzonymsluplcu rteci. Poslugujac sie termopara odczyty temperatur zastepujemyopowiadajacymi im odczytami napiecia rejestrowanego przez miliwoltomierz.Czas mierzonyjest stoperem.3.2. Wyznaczenie charakterystykidynamicznejtermometruoporowego.

Do wyznaczenia zostanie charakterystyki dynamicznej czujnikaoporowego Pt 100 wykorzystany zostanie opisany w punkcie 2.1. uldad dopomiaru opornosci. Tok postepowania:

-ustawic na mos1i1l Wheatstone' a opór R ~ +opór przewodówprzylaczeniowych; (Ro=l00 Q)~

-wlozyc 9Ujnik do termosu zawierajacego wode z lodem i zaczekac az uklad siewyzeruje (miliwoltomierz wskaze napiecie 0.000, czujTIil<:osiagnie wtedytemperature O°C)~(czas trwania ok20 min.!)~-ustawic na mostku Wheatstone' a opór R R>.~tw+opór przewodówprzylaczeniowych CRD.642tw-Opórodpowiadajacy temperaturze 0.@2 tw)-szybko przelozyc czujnik do ultratennostatu o temperaturze twi zmierzyc czas,po którym mostek sie wyzeruje (czujnik osiagnie temperature 0.6~tw)

8

Page 10: PONITARYTEMPERATURY I PLYNOW I CIAL STALYCH I20temperat... · Elektrolity, pólprzewodniki i materialy izolacyjne zmniejszaja swoja rezystancje przy wzroscie temperatury,

-ust

awic

nam

ostk

uW

heat

ston

e'a

opór

RR

m,+

opór

prze

wod

ówpr

zyla

czen

iow

ych

CR

tw-o

pórod

pow

iada

jacy

tem

pera

turz

etw

);-w

yzna

czyc

czas

pokt

órym

mos

tek

sie

wyz

eruj

e(c

zujn

ikos

iagn

iete

mpe

ratu

retw

);.

Cza

sm

ierz

ony

jest

stop

erem

..

Poró

wna

cna

lezy

war

tosc

ist

alyc

hcz

asow

ych

oraz

czas

yos

iagn

ieci

aza

dane

jte

mpe

ratu

ryko

ncow

ejpr

zez

bada

nete

rmom

etry

.Okr

eslic

nale

zypr

zyda

tnos

cda

nego

typu

czuj

TIi

lcad

lapo

trze

bau

tom

atyc

znej

regu

lacj

iiew

entu

alni

einn

ych

pom

iaró

w.

Lite

ratu

raI.

Kol

odzi

ejcz

ykL

.iin

.2.

Wer

szko

D.

3.pr

aca

zbio

row

a

Pom

iary

win

zyni

erii

sani

tarn

ei.A

rkad

y)W

arsz

awa

Pom

iary

pods

taw

owyc

hm

amio

nte

rmod

ynam

iczn

yc~

slay

ptPW

rPo

mia

ryci

epln

e,cz

.LW

ydaw

nict

wa

Nau

kow

o-T

echn

iczn

e,W

arsz

awa