brez kompenzacije referenčne temperature hladnega spoja

-z referenčno temperaturo 0°C

-s pomočjo kompenzacijskega mostiča

2.Seznam merilnih naprav:

-dva termoelementa tipa K

-milivoltmeter

-kopel za nastavljanje želene temperature

-kopel z referenčno temperaturo 0°C

-kompenzacijski mostič z napajanjem

3.Potek meritve:

brez kompenzacije referenčne temperature:

Kopel za nastavljanje želene temperature                    Merjenje temperature s termoelementom

V napravo za nastavljanje želene temperature sem nalil vodo, tako da sem potopil grelna telesa. Na regulatorju sem nastavil želeno temperaturo in ko je bila temperatura dosežena sem na milivoltmetru odčital dobljeno napetost in na osnovi tega iz tabele odčital temperaturo in izračunal Tx = DT + Tr. Pri tem je Tr temperatura okolice. Meritev sem opravil v 4. merilnih točkah.

4.Rezultati meritve:

uporaba termoelementa z zagotavljanjem konstante referenčne temperature:

Kot vir referenčne temperature sem uporabil skodelico vode z ledenimi kockami.

Meritev sem opravil enako kot v prejšnji točki.

uporaba kompenzacijskega mostiča za odpravo vpliva spremembe temperature hladnega spoja

V vezje sem vključil kompenzacijski mostič sestavljen iz treh temperaturno neodvisnih uporov in od enega temperaturno odvisnega (Rcu). Pri okoliški temperaturi je mostič v ravnovesju, ob spremembi okoliške temperature se pojavi na izhodu mostiča ustrezna napetost, ki kompenzira del napetosti termoelementa zaradi vpliva spremembe okoliške temperature na hladni spoj.

Meritev sem opravil enako, kot v prejšnjih primerih.

V praktični izvedbi industrijskega merilnika temperature je merilnik nekoliko stran od merilnega mesta, v teh primerih uporabimo ustrezne kompenzacijske vodnike.

5.Odgovori na vprašanja:

Osnovni princip delovanja termoelementa: Imamo dve različni temperaturno občutljivi kovini, ki ju na enem koncu združimo (topli spoj), na drugem koncu (hladni spoj) pa sta priključeni na voltmeter. Če sta konca (spoja) na različnih temperaturah, se pojavi na kovinah razlika potencialov, ki jo lahko merimo. Merimo v bistvu samo temperaturno razliko vročega in hladnega spoja.

Nekaj načinov kompenzacije temperature hladnega spoja: Dodatni termočlen smo dali na konstantno temperaturo (termostat) in oba povezali, tako da se je sprememba temperature prištevala k merjeni Tx

Drugi način je, z kompenzacijskim mostičem z tremi temperaturno neobčutljivimi in enim temperaturno občutljivim uporom. Tako se ta napetost, ki se pojavi na temperaturno občutljivem uporu prišteva k merjeni in na ta način kompenzira.

Slike meritev:

6.Komentar:

  V nalogi smo enako meritev opravili na tri različne načine. Rezultati so primerljivi, kar se vidi tudi iz gornje slike. Najnatančnejša meritev je bila z kompenzacijskim mostičem, najmanj pa z zagotavljanjem konstantne temperature s pomočjo ledu. Pri tej meritvi je logična razlaga za napako v tem, da temperatura v kozarcu z ledom ni bila 0°C, ampak zaradi tega, ker je bil led zamrznjen na -25 °C nekoliko nižja.

1.Besedilo naloge:

Analizirajte časovno obnašanje merilnika temperature s termoelementom NiCr-NiAl (K tip)

2.Seznam naprav:

->termoelement tipa K

-kompenzacijski kabel

-kopel za nastavljanje želene temperature

->merilni pretvornik TI 176 F s prikazovalnikom

-y-t risalnik

3.Slika meritve:

Zanimalo me je obnašanje termoelementa na skočno spremembo temperature.

V kopeli sem nastavil temperaturo 80°C, v kozarcu pa vodo z ledom (0 °C).

Termočlen sem priključil na merilni pretvornik z posebnim kompenzacijskim kablom, ki ima enake temperaturne lastnosti, kot termočlen.

Tokovni izhod merilnega pretvornika sem povezal na napetostni vhod y-t risalnika preko uporovne dekade, na kateri sem nastavil vrednost 365W (tokovni izhod 4-20mA, napetostni vhod 0-5V). Upor sem izbral tako, da se je slika odziva skladala z razdelki na papirju risalnika.

Z y-t risalnikom sem posnel stopnični odziv med 0 in 80°>C.

Senzor sem potopil v vročo vodo in ko je dosego svojo najvišjo vrednost (na merilnem pretvorniku = 36) sem ga v trenutku potopil v kozarec z ledom (na merilnem pretvorniku = 0).

Iz tega sem izračunal čas, ko je temperatura narasla na 50% končne (t0.5) in čas ko je dosegla   90% končne vrednosti (t0.9).

t0.5 = 1,1s

t0.9 = 2,8s

iz teh dveh časov sem izračunal kvocient , s pomočjo katerega sem določil karakter časovnega odziva (k<3,32 odziv počasnejši od idealnega exponentnega odziva; k>3, 32 odziv hitrejši od idealnega exponentnega odziva.)

4.Rezultati meritve:

5.Komentar:

Pri tej vaji smo želeli ugotoviti, ali je ta termoelement primeren za merjenje hitrejših odzivov.

Zanimala nas je hitrost merjenja, s tem pa je določena celotna dinamika merilne verige.

Ugotovili smo, da je odziv termoelementa zadovoljivo hiter, saj je 100% dosegel v času manjšem od 6s, pri tem pa moramo upoštevat, da ta termoelement ni bil specialno namenjen merjenju izredno hitrih sprememb. Zanimivo je, da gre krivulja na spodnji meji pod 0°C, to pa zato, ker sem senzor postavil direktno na led, ki ima seveda nižjo temperaturo kot 0°C.