1 Модуль

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

Прилади і методи виміру температури

Мета роботи: вивчити методику і устаткування для виміру температури.

Прилади й приладдя: демонстраційний стенд, наочні приладдя.

Теоретична частина

1. Види вимірів та їх похибки.

Кількісна залежність між досліджуваними величинами і їхніми параметрами встановлюється шляхом вимірів у ході експерименту.

Виміром називається процес порівняння досліджуваної фізичної величини з іншою, однорідною з нею величиною, що прийнята за еталон.

Однорідними називають такі величини, які характеризують ту саму властивість матерії й можуть відрізнятися тільки числовими значеннями.

Вибір одиниць виміру диктується практичними міркуваннями. Однак основною системою виміру є Міжнародна система одиниць (СІ).

Залежно від способу прийнято розрізняти прямі й непрямі виміри.

Прямий вимір – це проведене за допомогою інструмента або приладу безпосереднє порівняння досліджуваної величини з еталоном. Наприклад, вимірювання температури термометром.

Непрямий вимір – одержання числового значення досліджуваної величини на підставі результатів прямих вимірів величин, пов'язаних з нею деякою залежністю. Наприклад, вимір температури за опором металевого або напівпровідникового чутливого елемента.

Яка б не була висока точність застосовуваних інструментів і приладів, як старанно не проводилися б виміри, дійсне значення досліджуваної величини не може бути отримано. Це обумовлено тим, що процес виміру неминуче супроводжується похибками, причини яких можуть бути всілякими. Погрішності впливають на точність вимірів. Тому в задачу виміру входить не тільки визначення числового значення шуканої величини, але й оцінка допущених при цьому похибок.

Похибка – це відхилення обмірюваного значення шуканої фізичної величини від її дійсного значення. Похибки, що мають місце при вимірах, прийнято розділяти на три види: систематичні, випадкові й промахи.

Систематичними називають похибки, які при повторних вимірах залишаються постійними і відхиляють результат вимірів у ту ж саму сторону: або тільки убік збільшення, або тільки убік зменшення. Систематичні помилки можуть бути враховані, якщо виявлено їхню причину.

Випадковими називаються похибки, обумовлені множиною причин, що не піддаються контролю й обліку, які відхиляють обмірюване значення від дійсного як убік збільшення, так і убік зменшення. Зазначені погрішності можна зменшити, але повністю їх усунути неможливо.

Промахи (грубі помилки) – це очевидні помилкові виміри, що відрізняються від результатів повторних вимірів, близьких між собою. Промахи обумовлені або неуважністю спостерігача, або несправністю приладу, або недбалістю запису. Як правило, такий результат не враховують при обробці даних, а якщо буде потреба, роблять повторні виміри.

Температура – фізична величина, що кількісно характеризує ступінь нагрітости тіла. Найпоширенішими є шкали Цельсія й Кельвіна.

Термодинамічна шкала Цельсія t, ºС – шкала, у якій за нульову позначку прийнята потрійна точка води, а за 100ºС - температура утворення водяної пари (кипіння води).

Абсолютна термодинамічна шкала Кельвіна Т, К – шкала, у якій за 0 прийнята температура, що лежить на 273,15º нижче потрійної точки води.

Зв'язок між вищезгаданими шкалами визначається співвідношенням

T = t +273,15

Прилад, призначений для виміру температури, називається термометром. Є багато типів термометрів, однак їх дія базується на одному принципі: зміна властивостей речовини при зміні температури. Розглянемо основні різновиди термометрів.