Temat 10: Metody pomiaru temperatury Battulga Naranbaatar Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek Górnictwo i Geologia Rok I - studia magisterskie Grupa II Kraków

Plan prezentacji 1. Wprowadzenie 2. Skale termometryczne 3. Metody pomiaru tempratury 4. Podsumowanie 5. Bibliografia

Temperatura Temperatura jest wielkością termodynamiczną charakteryzującą stan cieplny ciała i określającą zdolność ciała do przekazywania ciepła. Wartość temperatury określa się za pomocą skali temperatury.

Skale temperatur można ogólnie podzielić na: Teoretyczne Empiryczne. Przykłady skal temperatur: a)Termodynamiczna skala temperatury wg koncepcji Kelvin'a. b)Skala temperatury Celsjusza - °C. c)Skala temperatury Fahrenheita - °F. d)Międzynarodowa Praktyczna Skala Temperatury 1968 r. Temperatura

Definicja kinetyczna temperatury

Temperatura

Historia 1724r. D. G. Fahrenheit – własna skala pomiaru temperatury 1742r. A. Celsjusz – pierwszy termometr rtęciowy i skala pomiaru temperatury 1848r. W.Thomson (późniejszy Lord Kelvin) – założenia termodynamicznej skali temperatury

Skala Fahrenheita Jednostka: [ ⁰ F] 0 ⁰ F – temperatura zamarzania mieszaniny wody, lodu i salmiaku 32 ⁰ F – temperatura lodu i wody 96 ⁰ F – temperatura ludzkiego ciała T F = /5∙T C Skala Fahrenhieta jest powszechnie stosowana w USA.

Skala Celsjusza Jednostka: [ ⁰ C] punktem zerowym jest punkt potrójny wody Przejście ze skali Celsjusza na skalę Fahrenheita:

Skala Kelvina Jednostka: [K] Punktem zerowym w skali Kelvina jest 0 bezwzględne, odpowiadające temperaturze w skali Celsjusza C W skali brak ujemnych temperatur T k = T c + 273,15 [K] Skala rzadko jest stosowana w praktyce meteorologicznej.

Zestawienie temperatur

Metody pomiaru tempratury

Zakresy stosowania przyrządów do pomiaru temperatury

Czujniki termoelektryczne

Czujniki termorezystancyjne Najważniejszym elementem termorezystancyjnego z metalu jest cienki drut, najczęściej zwinięty w spiralę i rozpięty na izolatorach. Całość mieści się dobrze przewodzącej ciepło metalowej obudowie, którą wsuwamy do obszaru mierzonej temperatury. Równanie opisujące zależność zmian rezystancji od temperatury: R 0 – rezystancja czujnika w temp. odniesienia t 0 – temperatura odniesienia α, β, ɣ - współczynniki stałe (przy czym α>>β i α>> ɣ )

Bimetalowe Termometr bimetaliczny – termometr, w którym pomiar temperatury odbywa się za pomocą układu bimetalicznego wewnątrz czujnika termometrycznego.

Cieczowe Termometr cieczowy to rodzaj termometru składającego się z kapilary szklanej, wewnątrz której panuje próżnia, skali oraz zbiornika z cieczą, którą może być rtęć lub alkohol.

Wykres zależności zmiany objętości rtęci oraz alkoholu etylowego od temperatury

Pirometry Przyrządy służące do bezdotykowego pomiaru temperatury. Pirometria metoda pomiaru wysokich temperatur, wykorzystuje zależność całkowitej energii promieniowania od temperatury. Rodzaje pirometrów: Radiacyjne Fotoelektryczne Pasmowe Monochromatyczne Dwubarwowe

Zasada działania pirometu

Kamery termowizyjne Pomiar bezkontaktowy Umożliwia wizualizację pola temperatury Nie zakłóca pola temperatury

Termografia

Podsumowanie Pomiar temperatury może być realizowany na wiele sposobów. W zależności od interakcji pomiędzy badanym obiektem pomiarowym a czujnikiem pomiarowym. choć podstawową skalę stanowi skala Kelvina to jest ona wykorzystywana głównie w fizyce, w życiu codziennym najczęściej stosowana jest skala Celsjusza lub Fahrenheita – USA. Największe zakresy pomiaru mają pirometry oraz termometry termoelektryczne. Istnieją dwie główne metody pomiaru temperatury: stykowa (termometry) i bezstykowa (pirometry) Do pomiaru niskich temperatur najczęściej stosowane są termometry cieczowe.

Bibliografia [1] mme&id=19 [2] [3] Halliday D., Resnick R., Walker J., 2007: Podstawy fizyki, Tom 2, Rozdział 19, Wydawnictwo Naukowe PWN [4] [5] [6] atury%20Instrukcja%20 Laboratoryjna.pdf [7] Wacławik J., 1992: Kopalniane pomiary wentylacyjne, Wydawnictwo „Śląsk” [8]