온도측정 결과

목차

1. 실험장치
2. 실험방법
3. 실험결과
4. 조별고찰
5. 개별고찰

본문내용

의 온도로 항온조를 Setting한다.
5. 항온조의 물이 측정온도 점이 되면 K, J, T, R,형 열전대를 임의의 순 서에 의해서 실험한다.
6. 이때 Es로 Setting된 Current ADJ.는 만지지 않는다.
7. G2, G1, G0 순서로 누르면서 전위차계 다이얼을 돌린다.
8. 이 때 갈바노미터의 지시계가 “0”을 지시하면 이때의 전위차를 읽는다.
9. 위 과정을 상온에서 100℃ 사이를 15∼20회로 나누어 각각의 온도 점 에서 K, J, T, R,형 열전대를 임의의 순서에 의해서 측정한다.
10. 임의의 온도 점에서의 각각의 열전대의 전위차를 기록한다.
3. 실험결과
실험 일자 : 2010. 11. 1
실험 조건 : 실내 20℃ , 표준전지 : 1.0293V , 전압 : 약 4.3 V
온도
K-type ( mV )
J-type ( mV )
실험
이론
실험
이론
90℃
2.8785
3.682
3.515
4.726
80℃
2.321
3.267
2.924
4.187
71℃
1.931
2.893
2.430
3.703
61℃
1.549
2.478
1.9335
3.169
51℃
1.111
2.064
1.357
2.638
온도
T-type ( mV )
R-type ( mV )
실험
이론
실험
이론
90℃
2.991
3.814
0.594
0.573
80℃
2.429
3.358
0.510
0.501
71℃
2.033
2.953
0.452
0.438
61℃
1.568
2.512
0.381
0.369
51℃
1.133
2.079
0.321
0.303
※참고자료
(출처: http://kkft.kr)
※참고자료
<열전대 기전력표>
(출처:)
* 계산과정
※참고자료
-보간법 계산식 :
(위의 열전대 기전력표를 통해 값을 찾을 수 있어서 보간법은 생략할수 있었다)
-최소자승법
정의 : 최소제곱법 이라고도 하며, 측정값을 기초로 해서 적당한 제곱합을 만들고 그것을 최소로 하는 값을 구하여 측정결과를 처리하는 방법
원리 :
- N 번 측정한 측정값 y1,y2,...,yn 이 어떤 다른 측정값 x1,x2,...xn의 함수일 것으로 추 정할 수 있을 때, 이들 측정값들의 관계와 가장 잘 맞는 함수 y=f(x)는 측정값 yi와 함수값 f(xi)의 차이 를 제곱한 것의 합 이 최소가 되도록 함수 f(xi)를 구하는 것이 최소자승법의 원리.
- 예를 들면 함수 f(x)가 일차함수 y=a+bx 일때 편차를 제곱한 것의 합이 최소가 되도 록 하는 상 수 a와 b를 찾는 것 최소자승법이라 한다.
용도 : 즉, 수치해석의 보간법(interpolation) 중 한 방법인 Curvefitting을 하는 방법이다. 주어진 데이터 값이 그래프에 점으로 표현되면 그를 기준으로 근사값들을 이용하여 직선형태로 만들어 주는 것이다.
[ EMF (mV) , T (℃) ]

① K type
ⓐ 이론값

ⓑ 실험값

② J type
ⓐ 이론값

ⓑ 실험값

③ T type
ⓐ 이론값

ⓑ 실험값

④ E type
ⓐ 이론값

ⓑ 실험값

※120℃,200℃,500℃ 에서의 열전대 기전력을 예측하여 온도의 오차를 비교
ⓐ
ㄱ. K-type
ㄴ. J-type
ㄷ. T-type
ㄹ. R-type
ⓑ
ㄱ. K-type
ㄴ. J-type
ㄷ. T-type
ㄹ. R-type
ⓒ
ㄱ. K-type
ㄴ. J-type
ㄷ. T-type
ㄹ. R-type
※그래프




※참고자료
(출처: http://www.epartsmall.com)
※참고자료
(출처: http://www.woointech.co.kr)
4.조별고찰
가. 이번 실험에서 신속한 실험을 위하여 온도를 증가시키면서 실험하지 않고 감소시키면서 실험을 하였기 때문에 오차가 발생할 것이다.
나. 검류계의 0점을 맞출 때, 쉽지는 않았지만 숨을 멈춰가며 정확히 맞추려고 노력했다. 그래도 사람이 하는 실험이라서 측정오차가 발생하지 않을 수는 없을 것이다.
다. 이론값과 실험값의 차이는 있었지만 최소자승법을 이용하여 구한 방정 식을 비교해보면 기울기는 거의 비슷한 것을 알 수 있다.이것은 일정한 오차가 있음을 말 해주고 있다.
라. 식을 계산하는데 있어서 소수점 자리를 반올림 하면서 반올림 오차가 발생한다. 이러한 오차를 줄이기 위해서는 실험 횟수를 늘려서 그에 대한 평균값을 취하여 실험값을 취하거나 실험 환경 을 최적화하고 기기를 세팅하고 측정하는데 좀 더 신중히 임해야 할 것이다.
5.개별고찰
-압력측정실험에 비하면 무척 어려운 실험이었다. 장비들도 모두 생소했으며 용어들도 모두 처음 접하는 생소한 것들이었다. 예비보고서를 쓰면서 열전대나 실험에 대해 조금 알 수는 있었지만 정확한 틀을 잡지는 못했었다. 선생님께 배운 대로 실험을 진행하였더니 실험자체는 그리 어렵지 않았다. 물의 온도를 낮추기 위해 바가지로 물을 퍼서 나르는 번거로움 말고는 크게 힘들 것이 없었다. 하지만 여기서 많은 오차가 발생함을 실험 중에도 느낄 수 있었다. 먼저 물의 온도 측정이다. 물의 온도를 재서 기록하지만 실험 중에도 물의 온도가 낮아 질수가 있다. 실험실내의 온도가 매우 낮기 때문이다. 그리고 물의 온도를 낮추기 시작할 때 찬물을 위에다가 붓게 되는데 그러면 찬물과 뜨거운 물이 섞이는 데는 시간이 필요하게 되고 대류현상으로 찬물은 밑에 가라앉고 뜨거운 물은 위쪽에 있게 되면서 잘 섞이지도 않는다. 그리고 마지막 다이얼을 돌리면서 “0”에 맞춰야 되는데 그 또한 사람이 하는 것이라서 오차가 발생하게 된다. 실험결과를 보게 되면 K, J, T타입은 큰 오차를 나타낸다. 하지만 R타입은 근소한 오차를 보인다. 그래프에서 보면 더욱 쉽게 알 수가 있다. 이것은 열전대의 특성에 따라 쓰이는 용도가 다르기 때문이라고 생각한다. 이번실험에서는 R타입의 열전대가 가장 적합한 조건이었기 때문에 가장 근소한 오차를 보인 것이다. 참고서적과 인터넷을 통해 알아본바 K타입과 R타입은 상온, T타입은 저온, J타입은 K타입과T타입 사이 온도에 사용이 적합하다고 한다. 그러니 상온이었던 R타입이 오차가 적게 나게 되는 것이다.

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