background image

L a b o r a t o r i u m   M e t r o l o g i i  

Opracował: dr Grzegorz Dercz  

ZBS/INoM/WIiNoM 

Ćwiczenie nr 4  

Pomiary temperatury przy użyciu różnych przetworników  

 

Cel ćwiczenia 
 

Zapoznanie  się  przez  ćwiczących  (studentów)  z  metodami  pomiaru  temperatury  przy 

użyciu  różnych  przetworników  elektrycznych  oraz 

ocena  przydatności  wybranych  termometrów  do 

pomiaru  temperatur  zmiennych  w  czasie.

 

Jako  aplikacyjny  cel  ćwiczenia  stawia  się  opanowanie 

praktycznej obsługi układów do pomiaru temperatury  oraz opanowanie metod liczenia błędów 
przyrządów pomiarowych wynikających z zastosowanych przyrządów. 

 

 

W czas

ie wykonywania ćwiczeń przestrzegaj przepisów BHP!

 

 
 
Zagadnienia do przygotowania: 
Metody  pomiaru  temperatury,  termometry  cieczowe,  termometry  rezystancyjne,  termometry 
termoelektryczne, wyjaśnij zjawisko Peltiera, Thomsona, Seebecka, błędy pomiaru. 

 

A. Pomiary temperatury przy użyciu różnych przetworników 

 

1.  Połącz układ pomiarowy według rys. 1.1.  
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Rys.1.1. Schemat układu pomiarowego 
 

2.  Nastawić regulator termostatu kolejno na trzy temperatury podane przez prowadzącego.  
3.  Po  ustaleniu  temperatury  odczytać  wskazania  termometru  rtęciowego  i  oporność 

czujnika Pt100 i temperaturę wskazywaną przez przyrząd cyfrowy.  

4.  Wyniki zapisać w tabeli 2.  
5.  Na  podstawie  tabeli  1  "Rezystancja  termometru  oporowego  Pt100"  określić  jego 

temperaturę z rozdzielczością 0.1

o

C. Zastosować graficzną metodę interpolacji  liniowej 

zilustrowaną na przykładzie 1. 

 

Oznaczenia 

Rt - termometr rtęciowy [°C], 

TE1 – termoelement 1 podłączony do M 1, 

Pt – przetwornik rezystancyjny platynowy 

(Pt100) podłączony do M 2, 

M 1 – mulitimetr 1 pracujący w trybie pomiaru 

temperatury [°C],  

M 2 – multimetr 2 pracujący na zakresie [Ω] 

background image

L a b o r a t o r i u m   M e t r o l o g i i  

Opracował: dr Grzegorz Dercz  

ZBS/INoM/WIiNoM 

6.  Oblicz błąd bezwzględny δ

Rt

 pomiaru temperatury termometrem rtęciowym 

7.  Oblicz  błąd  bezwzględny,  δ

TE1

  pomiaru  temperatury  przyrządem  cyfrowym  (poniżej 

przykład 2), korzystając z danych producenta umieszczonych na ostatniej stronie instrukcji 
ćwiczenia. 

 

Tabela 1 

Rt [

o

C] 

 

 

 

δ

Rt

 [

o

C] 

 

 

 

TE1 [

o

C] 

 

 

 

δ

TE1

 [

o

C] 

 

 

 

R

Pt100

 [Ω] 

 

 

 

Temperatura Pt100 

wg tabeli [

o

C] 

 

 

 

 
 
B. Skalowanie termopary w układzie ze źródłem temperatury odniesienia 

 

1.  Połącz układ pomiarowy według rys. 1.2.  
2.  Nastawić regulator termostatu kolejno na cztery temperatury podane przez prowadzącego.  
3.  Po ustaleniu temperatury odczytać wskazania termometru rtęciowego i napięcie wskazywane 

przez woltomierz cyfrowy.  

4.  Wyniki zapisać w tabeli 3. 
5.  Obliczyć stałe termopary C = t/U oraz wyznaczyć ich wartość średnią arytmetyczną. Zapisać 

wyniki w tabeli 3. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rys.1.2. Schemat układu pomiarowego 
 
 
 
 

Oznaczenia 

Rt - termometr rtęciowy [°C], 

TE1 – termoelement 1, 

TE2 – termoelement 2, 

V – woltomierz [V],  

 

background image

L a b o r a t o r i u m   M e t r o l o g i i  

Opracował: dr Grzegorz Dercz  

ZBS/INoM/WIiNoM 

Tabela 2 

Rt  

[°C] 

 

 

 

 

U   

[V] 

 

 

 

 

C = t/U   

[°C/V] 

 

 

 

 

C

śr

  

[°C/V] 

 

 

 
 

C. Pomiar temperatury powietrza w pomieszczeniu.  
 
1.  Wyjąć i osuszyć termoparę z termostatu. 
2.  Po ustabilizowaniu się napięcia odczytać wskazanie woltomierza U [V].  
3.  Wyznaczyć temperaturę powietrza z zależności t

pow 

= U • C

śr

4.  Zapisać wynik. 
 
Przykład 1 

Przykład interpolacji graficznej: 
Odczytano rezystancję czujnika Pt100 równą 106,42 Ω.  
W tabeli 3 znaleziono, że rezystancja 106,24 Ω odpowiada  
temperaturze 16C, a rezystancja 106,63 Ω odpowiada  
temperaturze 17C. Z konstrukcji geometrycznej  
odczytano, iż rezystancji 106,42 Ω odpowiada  
temperatura w pobliżu 16,6

o

C. 

 
Tabela 3 
Rezystancja termometru oporowego Pt100 [

°C 

100,00 

100,39 

100,78 

101,17 

101,56 

101,95 

102,34 

102,73 

103,12 

103,51 

10 

103,90 

104,29 

104,68 

105,07 

105,46 

105,85 

106,24 

106,63 

107,02 

107,40 

20 

107,79 

108,18 

108,57 

108,96 

109,35 

109,73 

110,12 

110,51 

110,90 

111,29 

30 

111,67 

112,06 

112,45 

112,83 

113,22 

113,61 

114,00 

114,38 

114,77 

115,15 

40 

115,54 

115,93 

116,31 

116,70 

117,08 

117,47 

117,86 

118,24 

118,63 

119,01 

50 

119,40 

119,78 

120,17 

120,55 

120,94 

121,32 

121,71 

122,09 

122,47 

122,86 

60 

123,24 

123,63 

124,01 

124,39 

124,78 

125,16 

125,54 

125,93 

126,31 

126,69 

70 

127,08 

127,46 

127,84 

128,22 

128,61 

128,99 

129,37 

129,75 

130,13 

130,52 

80 

130,90 

131,28 

131,66 

132,04 

132,42 

132,80 

133,18 

133,57 

133,95 

134,33 

90 

134,71 

135,09 

135,47 

135,85 

136,23 

136,61 

136,99 

137,37 

137,75 

138,13 

100 

138,51 

138,88 

139,26 

139,64 

140,02 

140,40 

140,78 

141,16 

141,54 

141,91 

 

background image

L a b o r a t o r i u m   M e t r o l o g i i  

Opracował: dr Grzegorz Dercz  

ZBS/INoM/WIiNoM 

 
Przykład 2 
Woltomierz cyfrowy na zakresie 10 V wg instrukcji mierzy napięcie z błędem równym 0,2% 
wartości mierzonej +/- 2 pozycje ostatniego miejsc na wyświetlaczu. Przyrząd wskazał napięcie 
6,238 V. Ile wynosi całkowity błąd graniczny oraz błąd bezwzględny. 
Rozwiązanie
Całkowity  błąd  względny  jest  sumą  dwóch  błędów  δ

1

  i  δ

2

.  Błędem  procentowym  wielkości 

mierzonej  δ

1

  i  błędu,  który  trzeba  obliczyć  z  podanego  błędu  bezwzględnego  2  •  0,001  gdyż 

ostatnia  pozycja  liczby  na  wyświetlaczu  ma  wagę  0,001V.  Ten  błąd  względny  wynosi  
δ

2

 = (2 • 0,001/6,238) • 100 % = 0,032%. 

Całkowity błąd względny jest, zatem równy δ = 0,2% + 0,032% = 0,232%. 
Obliczanie błędu bezwzględnego
Np.  Zmierzona  wartość  napięcia  wynosi  6,238  V,  a  procentowy  błąd  graniczny  0.232%.  
Błąd bezwzględny jest równy (6,238 • 0.232%)/100% = 0,014 V. 
 
Literatura 
 

1. 

A. Chwaleba, M. Poniński, A. Siedlecki,: Metrologia elektryczna. WNT, Warszawa 1998.

 

2.  L. Michalski, K. Eckersdorf: Pomiary temperatury. Warszawa, WNT 1986 
3.  PN-EN 60584-1,2:1997: Termoelementy. Charakterystyki; tolerancje. 
4.  PN-EN 60751:1997: Termometry elektryczne. Charakterystyki termometryczne oporników 

(rezystorów) termometrycznych  

5.  T. Sidor, Podstawy metrologii. wydaw. WSZOP, Katowice, Katowice 2008. 
6.  A.  Jellonek,  J.  Gąszczak,  Z.  Orzeszkowski,  R.  Rymaszewski:  Podstawy  metrologii 

elektrycznej i elektronicznej, PWN, Warszawa, 1980