기계공학실험 - 온도측정

소개글

기계공학실험 - 온도측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 기본 이론

4. 실험 방법

5. 실험 결과

6. 토의 사항

본문내용

전대의 기전력을 기록한다. 이 때 열전대의 기전력에 대하여 기준 온도에 대한 보상을 하여야 한다.
⑤ 가열 블록에 대한 공급 전압을 계단식으로 서서히 증가 시키면서 정상상태에서의 과정을 반복한다.
이에 따른, 실험 보고서 값은 다음 장과 같다.
5. 실험 결과
실험 보고서
실험 제목 : 온도 측정
실험 날짜 :
실 험 조 : 2조
학 번 :
이 름 :
실내온도 : 21.8℃
(1) 측정 결과
(1-1) K형 열전대
Test No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
표준온도계 온도 ℃
37.5
43.2
49.4
55.3
60.3
66.8
72.3
78.0
83.8
90
휴대용 온도계 온도 ℃
37
43
49
55
60
67
72
78
84
91
열전대 기전력 mV
1.47
1.75
1.92
2.20
2.41
2.64
2.89
3.13
3.42
3.69
변환 온도 ℃
37
43
48
54
60
65
71
77
83
90
(1-2) J형 열전대
Test No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
표준온도계 온도 ℃
37.4
45.1
49.2
55.2
60.7
66.7
72.3
78.4
84.2
90
휴대용 온도계 온도 ℃
37
43
49
55
61
67
72
78
84
92
열전대 기전력 mV
1.90
2.23
2.50
2.76
3.08
3.41
3.68
4.04
4.32
4.79
변환 온도 ℃
37
43
48
54
60
66
71
78
83
91
(1-3) T형 열전대
Test No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
표준온도계 온도 ℃
37.4
43.0
49.0
54.6
60.1
66.3
72.0
78.2
83.9
90
휴대용 온도계 온도 ℃
37
43
48
54
60
66
72
78
83
91
열전대 기전력 mV
1.48
1.68
1.92
2.18
2.41
2.72
2.96
3.25
3.53
3.88
변환 온도 ℃
37
42
48
53
60
65
72
77
83
91
5. 토의 사항
온도에 따라서 정확하지는 않지만 오차의 범위를 생각한다면 온도와 기전력의 그래프에서 거의 비례의 모습이 보임을 알 수가 있다. 그리고 이러한 비례값은 열전대의 Type에 따라 각자 다른 기울기를 가지고 있음 또한 알 수가 있다. 그리고 우리가 실험한 최고 온도인 90℃까지는 K형과 T형이 거의 같은 기울기를 가지고 있음 또한 알 수가 있다.
오차를 제외하고는 거의 비슷한 수치의 온도 값을 표시하였음을 알 수 있고, 그 중 표준 온도계의 온도가 가장 정확하다고 본다면, 휴대용 온도계의 온도가 제일 불확실할 것이고, 기전력을 통해 변환한 온도의 값이 그 다음일 것이라 생각한다.
오차를 분석해 보면,
(1-1) K형 열전대
Test No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
표준온도계 온도 ℃
37.5
43.2
49.4
55.3
60.3
66.8
72.3
78.0
83.8
90
휴대용 온도계 온도 ℃
37
43
49
55
60
67
72
78
84
91
오차 %
1.3
0.5
0.8
0.5
0.5
0.3
0.4
0
0.3
1.1
변환 온도 ℃
37
43
48
54
60
65
71
77
83
90
오차 %
1.3
0.5
2.9
2.4
0.5
2.8
1.8
1.3
1.0
0
(1-2) J형 열전대
Test No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
표준온도계 온도 ℃
37.4
45.1
49.2
55.2
60.7
66.7
72.3
78.4
84.2
90
휴대용 온도계 온도 ℃
37
43
49
55
61
67
72
78
84
92
오차 %
1.1
4.9
0.4
0.4
0.5
0.5
0.3
0.5
0.2
2.2
변환 온도 ℃
37
43
48
54
60
66
71
78
83
91
오차 %
1.1
4.9
2.5
2.2
1.2
1.1
1.8
0.5
1.4
1.1
(1-3) T형 열전대
Test No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
표준온도계 온도 ℃
37.4
43.0
49.0
54.6
60.1
66.3
72.0
78.2
83.9
90
휴대용 온도계 온도 ℃
37
43
48
54
60
66
72
78
83
91
오차 %
1.1
0
2.1
1.1
0.2
0.5
0
0.3
1.1
1.1
변환 온도 ℃
37
42
48
53
60
65
72
77
83
91
오차 %
1.1
2.4
2.1
3.0
0.2
2.0
0
1.6
1.1
1.1
오차가 평균적으로 1% 안팎을 보이고 있고, 정확한 측정을 위해 전상상태를 확실하게 찾기 위하여 오래 기다리다보니 우리 조가 실험에 있어서 다른 조들에 비해 매우 늦게 실험이 끝났던 것이 생각난다. 오차의 원인으로는 우선 얼음물이 정확한 0℃가 되지 않아서 실질적인 온도차가 측정되지 못하지 않았을 경우가 가장 우선적으로 될 것이고, 다른 오차원인으로는 온도계를 읽을 때의 눈대중에 의한 오차가 있었을 것이다. 어느 실험에서든지 마찬가지지만 같은 눈금을 가지고도 조원들이 읽는 값은 각각 다르기 때문에 눈금을 읽는 조원의 눈대중에 따라 약간의 불규칙 오차가 생기지 않았을까 한다. 실험식에 의한 계산 결과 산출시 반올림에 의한 오차가 있었을 수도 있다. 우리가 가진 계산기가 아무리 성능이 좋다고 해도 유효숫자라는 것이 있다. 계산기의 유효숫자에 의해서 체계적 오차가 발생되었을 경우도 있다. 또한, 나중에 알게 된 사실이지만 열전대와 온도계 사이의 거리가 크면 오차가 발생할 확률이 높다는 것을 알았다. 모든 실험이 그렇지만 이번실험에서도 좀더 많은 data를 얻을 수 있도록 충분히 실험을 수행했더라면 오차가 줄어들지 않았을까 한다. 실험의 반복성을 최대화하여 더욱 각 단계의 폭을 좁혔으면 훨씬 더 정확한 결과를 얻을 수 있을 것이다.
실험 장치의 개선에 있어서는 하나의 열전대를 처음부터 끝까지 측정하는 방식과 각 입력되는 전압에 따른 온도에 있어서 세 개의 열전대의 기전력을 측정하고 다음 전압을 입력하여 온도를 높이는 두 가지 방식에서 고민을 많이 하였는데, 실험을 보다 효율적으로 하기 위해서는 전위차계를 3개를 사용하여 각각 J, K, T형 열전대에 연결하고 그 세 개의 열전대가 모두 구리 블록에서 기전력을 측정할 수 있도록 하였으면 더욱 좋았으리라는 생각이 든다.

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