Marcin Jaskólski 13.10.97

Temat: Skalowanie termopary, oraz badane temperatury krzepnięcia stopu

Spis przyrządów:

• Digital multimeter VC20 pracujący jako miliwoltomierz

Tabele pomiarowe:

Tabela dla skalowania termopary:

T	U	współczynnik „k”	średnie „k”	średnie odchylenie
[C^o]	[mV]	[C^o/mV]	[C^o/mV]	kwadratowe
22	0,848	25,9434	25,2805	0,682029
24	0,939	25,55911	25,2805	0,682029
26	1,022	25,44031	25,2805	0,682029
28	1,101	25,43143	25,2805	0,682029
30	1,185	25,31646	25,2805	0,682029
32	1,189	26,91337	25,2805	0,682029
34	1,275	26,66667	25,2805	0,682029
36	1,358	26,50957	25,2805	0,682029
38	1,445	26,29758	25,2805	0,682029
40	1,526	26,21232	25,2805	0,682029
42	1,618	25,95797	25,2805	0,682029
44	1,705	25,80645	25,2805	0,682029
46	1,788	25,72707	25,2805	0,682029
48	1,872	25,64103	25,2805	0,682029
50	1,951	25,62788	25,2805	0,682029
52	1,992	26,10442	25,2805	0,682029
54	2,091	25,82496	25,2805	0,682029
56	2,16	25,92593	25,2805	0,682029
58	2,263	25,6297	25,2805	0,682029
60	2,348	25,55366	25,2805	0,682029
62	2,434	25,47247	25,2805	0,682029
64	2,584	24,7678	25,2805	0,682029
66	2,649	24,91506	25,2805	0,682029
68	2,736	24,8538	25,2805	0,682029
70	2,847	24,58728	25,2805	0,682029
72	2,921	24,64909	25,2805	0,682029
74	3,106	23,82486	25,2805	0,682029
76	3,201	23,74258	25,2805	0,682029
78	3,3	23,63636	25,2805	0,682029
80	3,399	23,53633	25,2805	0,682029
82	3,488	23,50917	25,2805	0,682029
84	3,591	23,39181	25,2805	0,682029

Tabela dla pomiaru krzepnięcia stopu:

czas	nap	k	T
[s]	[mV]	[C^o/mV]	[C^o]
0	8,937	25,2805	225,9318
20	8,516	25,2805	215,2887
40	7,933	25,2805	200,5502
60	7,31	25,2805	184,8005
80	6,706	25,2805	169,531
100	6,106	25,2805	154,3627
120	5,668	25,2805	143,2899
140	5,312	25,2805	134,29
160	4,986	25,2805	126,0486
180	4,664	25,2805	117,9083
200	4,402	25,2805	111,2848
220	4,198	25,2805	106,1275
240	3,963	25,2805	100,1866
260	3,807	25,2805	96,24286
280	3,665	25,2805	92,65303
300	3,531	25,2805	89,26545
320	3,414	25,2805	86,30763
340	3,297	25,2805	83,34981
360	3,174	25,2805	80,24031
380	3,074	25,2805	77,71226
400	2,981	25,2805	75,36117
420	2,889	25,2805	73,03536
440	2,797	25,2805	70,70956
460	2,72	25,2805	68,76296
480	2,65	25,2805	66,99333
500	2,607	25,2805	65,90626
520	2,597	25,2805	65,65346
540	2,603	25,2805	65,80514
560	2,618	25,2805	66,18435
580	2,633	25,2805	66,56356
600	2,639	25,2805	66,71524
620	2,648	25,2805	66,94276
640	2,651	25,2805	67,01861
660	2,65	25,2805	66,99333
680	2,646	25,2805	66,8922
700	2,639	25,2805	66,71524
720	2,636	25,2805	66,6394
740	2,63	25,2805	66,48772
760	2,611	25,2805	66,00739
czas	nap	k	T
[s]	[mV]	[C^o/mV]	[C^o]
780	2,603	25,2805	65,80514
800	2,591	25,2805	65,50178
820	2,576	25,2805	65,12257
840	2,564	25,2805	64,8192
860	2,538	25,2805	64,16191
880	2,491	25,2805	62,97373
900	2,412	25,2805	60,97657
920	2,324	25,2805	58,75188
940	2,237	25,2805	56,55248
960	2,168	25,2805	54,80812
980	2,103	25,2805	53,16489
1000	2,052	25,2805	51,87559
1020	2	25,2805	50,561
1040	1,949	25,2805	49,27169
1060	1,912	25,2805	48,33632
1080	1,872	25,2805	47,3251
1100	1,836	25,2805	46,415
1120	1,802	25,2805	45,55546
1140	1,763	25,2805	44,56952
1160	1,717	25,2805	43,40662
1180	1,687	25,2805	42,6482
1200	1,66	25,2805	41,96563
1220	1,636	25,2805	41,3589
1240	1,614	25,2805	40,80273
1260	1,594	25,2805	40,29712
1280	1,58	25,2805	39,94319
1300	1,569	25,2805	39,6651
1320	1,563	25,2805	39,51342
1340	1,546	25,2805	39,08365
1360	1,527	25,2805	38,60332
1380	1,514	25,2805	38,27468
1400	1,501	25,2805	37,94603
1420	1,488	25,2805	37,61738
1440	1,471	25,2805	37,18762
1460	1,463	25,2805	36,98537
1480	1,453	25,2805	36,73257
1500	1,443	25,2805	36,47976
1520	1,432	25,2805	36,20168
1540	1,422	25,2805	35,94887
1560	1,416	25,2805	35,79719
1580	1,409	25,2805	35,62022
1600	1,402	25,2805	35,44326
czas	nap	k	T
[s]	[mV]	[C^o/mV]	[C^o]
1620	1,396	25,2805	35,29158
1640	1,388	25,2805	35,08933

Przykłady obliczeń i wzory:

Współczynnik termoelektryczny wyznaczyliśmy ze wzoru:

Temperaturę obliczyliśmy ze wzoru:

Średnie odchylenie kwadratowe:

Wykresy

Wnioski:

Z wykresu skalowania termopary można wywnioskować ze napięcie jest liniowo zależne od temperatury . Należy zwrócić uwagę, że na błąd pomiaru mógł mieć wpływ niedokładny odczyt temperatury z termometru - chodzi tu głównie o tzw. Błąd paralaksy. Z wykresu krzepnięcia stopu możemy zauważyć , że na początku temperatura spada bardzo szybko , następnie temperatura zatrzymuje się na poziomie ok. 65 C^O i w tym miejscu następuje proces krzepnięcia materiału. Temperatura nie zmienia się przy procesie krzepnięcia , ponieważ wtedy odbudowuje się siatka krystaliczna materiału i na ten proces potrzebna jest energia. Z wykresu można też zauważyć , że przy procesie krzepnięcia temperatura nieznacznie się podnosi , może być to związane z tym , że próbka podczas stygnięcia stała na metalowej podstawce , która była gorąca . Po procesie krzepnięcia następuje powolny spadek temperatury. Spadek ten jest wolniejszy i jest to związane , z tym że próbka nie ma już tak wysokiej temperatury względem otoczenia jak na początku pomiaru.

---