[기계공학실험]열전대를 이용한 온도측정

소개글

[기계공학실험]열전대를 이용한 온도측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

<실험요약>
1. 실 험 목 적 ---------------------------------------- 1
2. 실 험 결 과 의 개 요 ------------------------------------ 1

<서론>
1. 실 험 목 적 ----------------------------------------- 3
2. 실 험 이 론 -------------------------------------- 3

<본론>
1. 실 험 장 치 --------------------------------------- 5
2. 실 험 방 법 -------------------------------------- 5
3. 용 어 정 리 -------------------------------------- 5

<결론>
1. 실 험 데 이 터 ------------------------------------- 10
2. 결 론 및 고 찰 ------------------------------------- 10
3. 참 고 문 헌 ------------------------------------ 11

본문내용

동-니켈 합금을 쓴 것이다. 예날에는 CC 열전대라고 했고 보통 동/콘스탄탄 열전대라 불린다. 가격이 싸고 가는 선의 가공성도 좋고 손쉽게 입수할 수 있으며, 특성도 고르므로 저온 영역에서는 널리 사용되고 있다. 열기전력 특성이 온도에 비례하고 있어 고정도의 온도 측정도 기대할 수 있다. 결점은 구리의 고온에서의 산화가 커서 상용 온도 한계가 낮은 것, 전기 정항의 온도 계수가 커서 +각과 -각과의 전기 저항이 크게 다른 것, 열전도율이 크므로 측온부의 열전도 오차나 측정의 지연을 초래하기 쉽다.
- 열전대 이외의 온도 측정용 장비조사
(1) E2T 적외선 온도 측정기
Mikron사의 E2T 적외선 온도 측정기는 석유화학 공업용으로 신뢰할 수 있는 온도 측정 장비로 알려져 있다.
M7000 Series는 고온의 탈황로나 반응로내의 내화물 , Gas 등의 온도 측정용이다.
M8000 Series는 활활 타면서 연기나는 화염굴뚝의 Pilots, 화염, 연기를 모니터링 하는 장비이다.
M7000 Series (Pulsar) 및 M8100 Series (Quasar) 제품들은 모두 위험지역에서의 규격인 CSA, CENELEC, ATEX 인증을 획득한 시스템이다.
Quantum Series는 Naptha Cracking Center등 분해로내의 노벽면과 Tube의 방사율 및 온도 측정용으로 널리 사용되고 있다.
(2) RTD 온도계
휴대용 온도 측정장비(데이타 수집장비)로써 열전대 센서를 연결하여 온도를 측정할 수 있다(DO9416K).
측정값을 내부 메모리에 30,000 Data까지 저장할 수 있고(용량 512Kbyte) 옵션으로 공급되는 정밀급 Pt100 또는 4선 Pt100센서를 연결할 수 있다(DO9417K). 또한 최대최소, 평균 및 2개의 입력 값을 저장하고 출력할 수 있고, 실시간의 측정값을 RS232C를 통해 PC로 출력할 수 있다.
DeltaLog 1 소프트웨어를 이용하여 기기의 설정, 측정값 다운로드, 실시간 측정/저장 분석이 가능하다.
< RTD 온도계>
(3) 방사온도계
AH 는, - 50℃ 의 저온으로부터 3000℃ 의 고온범위까지 온도를 측정할 수 있다. 중고온용 (600∼ 3000℃ ) , 고온용 (900∼ 3000℃ ) , 저온용 (- 50∼ 1000℃ )이 있다.
내부와 외부에 별도의 디지털 온도표시로 읽기가 용이하고 넓은 측정 온도 범위를 가지고 있다. 고온용 방사 온도계는 거리 계수가 커서 소형 물체의 온도 계측이 가능하고 최대 1000 Data 기억가능하다. 또한 접사 Lens사용 (01mm의 미소면적 측정가능)
<휴대형 디지털 방사 온도계 IR- AH>
< 결 론 >
1. 실험 데이터
전 압(mv)
이론온도(C)
실험온도(C)
오차(%)
0.535
35.6
37.1
4.04
0.620
37.7
39.3
4.00
0.689
39.5
41.2
4.24
0.740
40.7
42.7
4.62
0.829
43.0
45.2
4.97
온도측정 결과, 그래프를 보면 평균오차 4.37%로 이론값과 같이 선형적으로 변화하는 온도값을 얻을 수 있었다.
2. 결론 및 고찰
이번 실험은 데이터값을 그대로 쓰기만 하면 되어서 눈으로 직접 읽어야 했던 다른 실험과는 달리 실험이 간단하고 그 만큼 적은 오차의 값을 얻을 수 있었다.
위의 데이터에서 이론값과 실험값을 비교해보면 실험값이 더 높게 나온 것을 알 수 있는데 그 원인으로는 회로에서의 저항, 실내 온도의 영향이 컸다.
열전대와 데이터처리유닛을 구성하는 회로에서 발생하는 저항이 온도를 더 높였으며, 단열이 완전히 이루어지지 않아 실내로 부터의 열유동이 있었을 것이다.
0℃를 유지하는 항온조의 고장으로 하나의 항온조만으로 실험을 진행하여 조금은 아쉬웠지만, 이번 실험을 통해 열전대를 이용해 온도를 측정하는 법에 대해 익힐 수 있었고 열전대의 원리인 온도차에 의한 기전력의 발생을 직접 눈으로 확인 할 수 있는 실험이었다.
또한 기전력과 온도의 관계 그래프와 수식을 이용하여 온도를 쉽게 측정할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
온도측정을 하는데 이용하는 여러 가지 열전대 및 기타장비들에 대해 알아보면서 그 원리와 사용법이 궁금해졌고, 온도와 기전력의 관계를 이용한 장비들의 종류와 쓰임새에 대해서도 알고 싶어 졌다.
3. 참고문헌
Fundamentals of thermodynamics "열역학“ 6th edition, wiley, 2005, P.7~8
산온전공(http://www.sanon.co.kr/)

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