STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU TEORIJA I TEHNIKA MJERENJA KOLOKVIJ 1_nadopuna Valentino Jugović 2014. 1. MJERENJE TEMPERATURE 1.1 OSNOVNI POJMOVI U MJERENJU TEMPERATURE OSNOVNA JEDINICA SI SUSTAVA ZA MJERENJE TEMPERATURE: KELVIN (K) – 273,16ti dio termodinamičke temperature vode u trojnom stanju. OSTALE JEDINICE: CELZIJEV STUPANJ (˚C) – to je mjera za celzijevu temperaturu određena jednadžbom t= T-To, gdje je To=273,15 K. Celzijeva skala pridjeljuje ledištu i vrelištu temperature od 0-100˚C. Vrijednost jednog Kelvina odgovara vrijednosti jednog stupnja Celsiusa. Kelvinova apsolutna skala je translatirana Celzijeva skala jer slijedi T(K) = 273,15 + t (°C). FARENHEIT (°F) – koristi se u nekim anglosaksonskim zemljama, a odnosi se: tC= 5/9 ·(tF – 32) °C; odnosno ledište vode je na 32°F, a vrelište na 212°F. RANKIN – TR=1,8 · TK TK=5/9 TR tF=TR – 459,67 °F Jedan stupanj Rankina °R=K · 5/9 1.2 POSTUPCI MJERENJA TEMPERATURE MJERENJE STAKLENIM TERMOMETROM – mjeri se razlika rastezanja tekudine i staklene kapilare u ovisnosti o temperaturi. To su najjednostavniji i najviše upotrebljavani instrumenti za mjerenje temperature. Najčešdi volumenski koeficijenti rastezanja tvari kod ovih termometara su za staklo, živu, alkohol, pentan, plin. MJERENJE METALNIM TERMOMETRIMA RASTEZANJA – mjeri se pojava različitog linearnog rastezanja čvrstih tijela, mogu biti izvedeni kao štapasti ili bimetalni. MJERENJE S TERMOMETROM S PEROM (manometarski) – mjeri se porast tlaka neke tekudine, pare ili plina koji se rastežu pri porastu temperature. MJERENJE TEMPERATURE ELEKTRIČNIM PUTEM – mjerenje se vrši posredno jer se obično mjeri električni napon ili električni otpor, a onda se na osnovu tih veličina određuje temperatura. (električni termometri otpora, termoelementi, termistori) VRSTE TERMOMETARA: - Kapljevinski Otpornički Termoelementi (termoparovi) Optički Plinski (za izuzetno točna laboratorijska istraživanja) 2 STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU | Valentino Jugovid 1.2.1 KAPLJEVINSKI TERMOMETRI Vrste: - uložni - štapasti termometri TEKUĆINE KOJIMA SE PUNE: živa, neutralni plin pod tlakom (argon, dušik), tehnički pentan, alkohol, touluol. Tekudina je obojena radi bolje vidljivosti, a mana ovih termometara je promjenjivi koeficijent rastezanja s temperaturom. KOREKTURA NITI KOD KAPLJEVINSKIH TERMOMETARA: Ove termometre treba koristiti tako da se čitav stupac tekudine kojom se mjeri nalazi u prostoru čija se temperatura mjeri. Ukoliko to nije mogude treba podatak mjerenja korigirati uzevši koliki dio niti viri prema mjerenju napolje. Stvarna temperatura određuje se tad: ts = t0 + n · φ · (t0 – tn) Gdje je: ts – stvarna temperatura, t0 – temperatura očitana na termometru, n – broj stupnjeva niti koji viri napolje, tn – srednja temperatura dijela niti koji viri, φ – prirodni koeficijent rastezanja tekudine Srednju temperaturu niti obično određujemo približno mjerenjem pomodu običnog termometra manjih dimenzija, koji se postavlja u sredinu dijela niti koji viri van. Za točnija mjerenja pri umjeravanju koriste se specijalni nitni termometri. Pošto se srednja temperatura niti ne može besprijekorno odrediti, treba nastojati da što kradi dio viri van. 3 Korigiranje niti termometra STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU | Valentino Jugovid 1.2.2 OTPORNIČKI TERMOMETRI Samim spajanjem ohm metra u strujni krug mjerim otpor ali I temperaturu jer je t = ƒ (Rv). Rv – otpor voda 𝑅𝑡 = 𝑅𝑜 · 1 + ℒ(𝑡 − 𝑡0 𝑡 = 𝑡0 + ℒ= 𝑅𝑡 − 𝑅0 ℒ · 𝑅0 𝑅𝑡 − 𝑅0 𝛥𝑡 · 𝑅0 1.2.3 TERMISTORI Odlikuju ih brze reakcije, malih su dimenzija I često se nalaze u raznoraznim regulatorima. 𝑅𝑡 = 𝑅0 · 𝑒 1 1 𝐵( − 𝑇 𝑇0 Mjerno područje imaju od -40°C – 200°C. 1.2.4 TERMOPAROVI Standardni termoparovi za mjerenje temperature: TERMOPAR BAKAR-KONSTANTAN – bakreni krak podliježe od 400°C oksidaciji i ogaranju čime je ograničeno područje uporabe, podesni su za mjerenje niskih temperatura. TERMOPAR NIKALJKROM-KONSTANTAN – jak termoelektrični napon što je prikladno za mjerenje malih temperaturnih razlika. TERMOELEMENT NIKLKROM-NIKL – najpostojaniji, ima gotovo linearnu karakteristiku napona, u čistom uzduhu njegova primjena dosiže 900°C. TERMOELEMENT PLATINRODIJ-PLATINA – najtočniji, ima razmjerno slabu elektromotornu silu pa se primjenjuje kod viših temperatura. STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU | Valentino Jugovid 4 Shema spajanja termopara za daljinsko mjerenje Kompenzacijski vod – svojstvo kao I termopar, ali pri nižim uvjetima. Rt - Otpor termopara Rk - Otpor komp. voda RD - Otpor Cu voda 𝐸 𝑖 = 𝐸𝑡 · 𝑅𝑢 𝑅𝑣 + 𝑅𝑢 5 STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU | Valentino Jugovid
© Copyright 2024 Paperzz
