1 Metody pomiaru temperatury Monika Krawiecka GiG I mgr, gr I Kraków, 21.03.2016 www.agh.edu.pl

2 Pojęcie temperatura Temperatura jest miarą stanu cieplnego danego ciała. Jeśli dwa ciała mają tę samą temperaturę, to w bezpośrednim kontakcie nie przekazują sobie, gdy zaś temperatura obu ciał jest różna, to następuje przekazywanie ciepła z ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej – aż do wyrównania się temperatury obu ciał. www.agh.edu.pl

3

4 Kontaktowe: Czujnik pomiarowy przyrządów kontaktowych zwanych termometrami, podczas wykonywania pomiaru znajduje się w bezpośrednim styku z ciałem lub ośrodkiem, którego temperaturę się mierzy i wymienia z nim ciepło głównie na drodze konwekcji i przewodzenia. Bezkontaktowe: W bezkontaktowych przyrządach do pomiaru temperatury, zwanych pirometrami wykorzystuje się zjawisko wysyłania promieniowania temperaturowego (cieplnego) przez ciało lub ośrodek, którego temperaturę się mierzy. Czujnik pirometru przetwarza określoną część wysyłanego promieniowania temperaturowego na inną wielkość fizyczną, która daje się pomierzyć na drodze elektrycznej.

5 Czujniki termoelektryczne Zjawisko odkryte przez Seebecka w 1821 roku. mV/K k- współczynnik czułości termoelementu

6 Czujniki termorezystancyjne W czujnikach rezystancyjnych wykorzystuje się zmienność elementu czynnego czujnika w funkcji temperatury. W ograniczonym zakresie temperatur słuszna jest zależność: α – współczynnik termicznej zmiany rezystancji danego materiału (dla metali zwykle α>0, dla półprzewodników α

7 Bimetalowe Budowa termometru jest bardzo prosta. Całym elementem dokonującym pomiaru temperatury jest sprężyna w kształcie spirali wykonana z dwóch sprasowanych metali, z których jeden ma dużo większy współczynnik rozszerzalności liniowej niż drugi. Z tego powodu wydłuża się on bardziej niż drugi pasek powodując większe skręcenie sprężyny w przypadku wzrostu temperatury, a mniejsze skręcenie w przypadku jej spadku.

8 Cieczowe W termometrze cieczowym pomiaru temperatury dokonuje się przez pomiar objętości cieczy. Składa się ze zbiornika z cieczą, który jest połączony z kapilarą szklaną, wewnątrz której ponad cieczą znajduje się gaz obojętny. Umieszczona wzdłuż kapilary skala umożliwia odczyt temperatury. Cieczą termometryczną jest najczęściej rtęć lub alkohol.

9 Pirometry Przyrządy służące do bezdotykowego pomiaru temperatury. Działają w oparciu o analizę promieniowania cieplnego emitowanego przez badane ciało.

10 Podstawową zależnością opisującą ilościowo przekazywanie ciepła g r między powierzchnią promieniującą a dowolnym punktem na zewnątrz, jest prawo Stefana- Boltzmanna. Stefan(doświadczalnie), a Boltzmann(teoretycznie) stwierdzili, że całkowita energia dla ciała doskonale czarnego emitowana w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni wynosi: M = ε∙σ 0 ∙ 4 M- natężenie promieniowania wysyłanego przez ciało promieniujące (W/m 2 ) - temperatura powierzchni w K ε – współczynnik emisyjności powierzchni σ 0 - stała promieniowania ciała czarnego

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

12 Termografia

13 Dziękuję za uwagę

14 Bibliografia http://we.pb.edu.pl/~ketim/ketim- md/ziip_4_sp/4%20Pomiar%20temperatury.pdf http://dydaktyka.fizyka.umk.pl/zabawki/files/short/termo/bimetal.h tml http://s51lab.wis.pk.edu.pl/subject/sp/files/Systemy%20Pomiarowe.pdf https://pl.wikipedia.org/wiki/Termometr_cieczowy