Лабы / Лабораторная работа 6
.doc
Лабораторная работа № 6
Измерение температуры электрическими контактными термометрами
Выполнили студенты
1 курса 1 группы
Бенедиктович Кристина,
Богословский Игорь,
Борис Артём
Минск 2008
Цель: Измерить значения сопротивления для металлического и полупроводникового термометров сопротивления, термоэлектродвижущей силы (т.э.д.с.) для термопаров типа ТХА и ТХК; определить постоянные величины: линейного температурного коэффициента сопротивления (α), b (некоторая постоянная величина, зависящая от материала проводника), коэффициента термоэлектродвижущей силы (k) для соответствующих термометров; рассмотреть зависимости т.э.д.с. и сопротивления от температуры образцового термометра.
Оборудование и принадлежности: установка для проведения измерений температуры.
1 – нагреватель; 2 – стакан с водой;
3 – образцовый термометр;
4 – металлический термометр сопротивления;
5 – полупроводниковый термометр
сопротивления;
6 – термопар типа ТХА;
7 – термопар типа ТХК;
8 – измерительный прибор;
Рис.1. Структурная схема экспериментальной установки для измерения температуры нагретого тела и изучения электрических термометров различных видов (металлический и полупроводниковый термометры сопротивления и термоэлектрические термометры)
Рабочие формулы:
Вычисление линейного температурного коэффициента сопротивления:
α =
, где
- первое значение температуры (К);
- второе значение температуры (К);
- величина сопротивления проводника
при температуре
(Ом);
- величина сопротивления проводника
при температуре
(Ом);
Вычисление b (некоторая постоянная величина, зависящая от материала проводника):
b =
,
где Т1 и Т2 - абсолютные
значения температур (К); R1
и R2 - значения
сопротивления (Ом) чувствительного
элемента при абсолютных температурах
Т1 и Т2 ;
Вычисление коэффициента термоэлектродвижущей
силы (т.э.д.с.): k =
,
где
- разность значений термоэлектродвижущей
силы (мВ);
- разность значений температур (К);
Таблица 1.
Результаты измерений остывания воды для 5 термометров (образцового термометра, металлического термометра сопротивления, полупроводникового термометра сопротивления, термопара типа ТХА, термопара типа ТХК)
|
t˚, C˚ |
R, Ом (полупроводник.) |
R, Ом (металлич.) |
E1,мВ |
Е2, мВ |
|
76,9 |
87,4 |
134,2 |
2,39 |
3,87 |
|
75,7 |
92,2 |
133,5 |
2,31 |
3,8 |
|
74,4 |
96,8 |
132,7 |
2,22 |
3,69 |
|
73,6 |
101,5 |
132 |
2,17 |
3,59 |
|
72,2 |
106,1 |
131,3 |
2,1 |
3,5 |
|
71,3 |
110,9 |
130,7 |
2,04 |
3,38 |
|
70,2 |
115,2 |
129,9 |
1,97 |
3,25 |
|
68,9 |
119,7 |
129,4 |
1,91 |
3,17 |
|
67,7 |
123,9 |
128,8 |
1,85 |
3,08 |
|
66,5 |
128,2 |
128,3 |
1,81 |
3,01 |
|
65 |
132,7 |
127,8 |
1,74 |
2,9 |
|
64,2 |
136,8 |
127,3 |
1,71 |
2,83 |
|
62,7 |
141,2 |
126,8 |
1,67 |
2,76 |
|
61,3 |
145,3 |
126,4 |
1,64 |
2,68 |
|
60,8 |
149,2 |
125,9 |
1,58 |
2,61 |
|
59,6 |
153,5 |
125,6 |
1,54 |
2,55 |
|
58,2 |
157,9 |
125,1 |
1,51 |
2,48 |
|
57,5 |
161,4 |
124,8 |
1,46 |
2,44 |
|
56,7 |
165,2 |
124,4 |
1,44 |
2,35 |
|
56,2 |
169,2 |
124,1 |
1,38 |
2,29 |
|
55,1 |
173,3 |
123,7 |
1,35 |
2,25 |
|
54,5 |
177,1 |
123,5 |
1,31 |
2,19 |
|
53,8 |
180,9 |
123 |
1,29 |
2,14 |
|
52,9 |
184,9 |
122,8 |
1,25 |
2,08 |
|
52,1 |
188,6 |
122,4 |
1,23 |
2,02 |
|
51,4 |
192,4 |
122,1 |
1,2 |
1,97 |
|
50,6 |
196 |
121,9 |
1,17 |
1,92 |
|
50 |
199,6 |
121,6 |
1,15 |
1,89 |
|
49,3 |
203,4 |
121,3 |
1,13 |
1,84 |
|
48,8 |
207 |
121,1 |
1,1 |
1,79 |
|
48,2 |
210,6 |
120,8 |
1,08 |
1,75 |
|
47,7 |
214 |
120,7 |
1,05 |
1,71 |
|
47,2 |
217,4 |
120,5 |
1,03 |
1,68 |
|
46,6 |
220,7 |
120,2 |
1 |
1,64 |
|
46 |
224,2 |
120 |
0,98 |
1,62 |
|
45,6 |
227,4 |
119,7 |
0,95 |
1,58 |
|
45 |
230,9 |
119,5 |
0,94 |
1,54 |
|
44,6 |
234 |
119,4 |
0,92 |
1,51 |
|
44,2 |
237,3 |
119,1 |
0,9 |
1,48 |
|
43,6 |
240,6 |
118,9 |
0,88 |
1,44 |
|
43,3 |
243,8 |
118,8 |
0,85 |
1,42 |
|
42,8 |
247,1 |
118,6 |
0,85 |
1,4 |
|
42,4 |
249,9 |
118,5 |
0,82 |
1,36 |
|
42,1 |
253,1 |
118,2 |
0,81 |
1,33 |
|
41,7 |
256,2 |
118 |
0,79 |
1,3 |
|
41,2 |
259,2 |
117,9 |
0,77 |
1,29 |
|
40,8 |
262,1 |
117,7 |
0,75 |
1,25 |
|
40,5 |
265 |
117,6 |
0,75 |
1,23 |
|
40,1 |
267,8 |
117,4 |
0,72 |
1,19 |
|
39,8 |
270,9 |
117,3 |
0,71 |
1,16 |
|
39,5 |
273,6 |
117,1 |
0,69 |
1,16 |
|
39,1 |
276,5 |
117 |
0,67 |
1,12 |
|
38,8 |
279,2 |
116,8 |
0,68 |
1,11 |
|
38,4 |
281,9 |
116,7 |
0,67 |
1,09 |
|
38,1 |
284,6 |
116,6 |
0,65 |
1,06 |
|
37,9 |
287,4 |
116,4 |
0,64 |
1,03 |
|
37,6 |
290 |
116,3 |
0,63 |
1,03 |
Масштаб:1 деление = 50 Ом
1 деление = 1˚С
Масштаб: 1 деление = 0,5 мВ
1 деление = 1˚С
Контрольные расчёты: Линейный
температурный коэффициент сопротивления
вычисляем по формуле α =
,
полученной из формулы
=R0(1
+αt), описывающей зависимость
сопротивления металлических проводников
от температуры:
α =
=
α =
b (некоторая постоянная
величина, зависящая от материала
проводника) вычисляем по формуле b
=
,
полученной из экспоненциальной функции
R2 = R1exp
b(
),
выражающей увеличение электрической
проводимости полупроводников с повышением
температуры:
=
=
b =
=
Вычисление коэффициента термоэлектродвижущей
силы (т.э.д.с.)производим по формуле k
=
:
=
=
k =
=
Ответ: α =
b =
k =
Выводы: В ходе проведённой лабораторной работы мы сняли показания температур образцового термометра, показания сопротивлений металлического и полупроводникового термометров сопротивления, а также показания термоэлектродвижущёй силы термопаров типов ТХА и ТХК; установили, что для металлического термометра сопротивления при понижении температуры уменьшается сопротивление проводника, а для полупроводникового термометра сопротивления при уменьшении температуры электрическое сопротивление проводника увеличивается. Определили постоянные величины: линейного температурного коэффициента сопротивления (α), b (некоторая постоянная величина, зависящая от материала проводника), коэффициента термоэлектродвижущей силы (k) для соответствующих термометров.