계측 실험 보고서

소개글

계측 실험 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
1) 이론적 배경
2) 실험 목적

2. 실험 방법

3. 결과 및 토론
1) 온도에 따른 기전력 그래프
2) 미지의 온도에 대한 예측

4. 결론

본문내용

가능하다.
(실험에 사용하는 열전대)
1.2. 실험목적
물의 온도를 증가시켜가며 온도에 따른 전압을 측정하여 비례 그래프를 얻어낸다. 미지의 온도로 가정하고 얻은 전력을 그래프의 식에 대입하여 얻은 온도 값을 실제 온도와 비교하여 그래프가 얼마나 정확한지 확인한다.
2. 실험 방법
먼저 실험 도구는 다음과 같다.
멀티미터
악어클립
열전대
온도계
비커
고온의 물, 상온의 물
열전대와 (+)와 (-) 전선을 각각 디지털 멀티미터 +전압 및 전압 단자에 악어클립을 이용해 연결하고 멀티미터를 220m인 mv칸에 위치시킨다. 그 후 열전대와 온도계를 비커에 담구고 상온에 물에서 온도계와 전압을 측정한다. 뜨거운 물을 더 해가며 온도와 전압을 측정하는데 총 세 온도를 측정한다. 온도계가 50℃ 까지 측정 가능하므로 대략 34℃, 41℃, 47℃ 정도로 설정하였다. 미지의 온도가 아닌 측정온도는 총 세 번의 실험을 진행하여 평균을 구해 오차를 줄이도록 하였다.
3. 결과 및 토론
실험 결과 데이터는 다음과 같다.
1차
2차
3차
29℃ (상온)
0mv
31℃
0mv
29℃
0mv
34℃
0.2mv
34℃
0.1mv
34℃
0.1mv
41℃
0.5mv
41℃
0.4mv
41℃
0.4mv
47℃
0.7mv
47℃
0.6mv
47℃
0.6mv
1차실험 사진이며 2,차 3차는 생략한다. 실험 데이터 값을 보면 상온, 즉 처음 시작하는 온도가 다른걸 볼 수 있는데 전압은 그대로 0mv이다. 따라서 처음 전압이 증가하는 온도가 대략 31℃~34℃인 것을 알 수 있는데 31℃ 이하에서는 전압의 크기가 0mv이다. 31℃도 미만에서는 증가그래프가 아닌 제로 그래프가 그려지는데 그렇게 되면 정확히 증가하는 시점의 전압을 사용해야 그래프를 그리는데 사용해야 그래프의 오차가 줄어 들 수 있다. 상온을 제외한 34℃, 41℃, 47℃를 의 전압을 평균내어 그래프를 그렸다.
3.1. 온도에 따른 기전력 그래프
Excel 파일을 이용하여 실험 값을 이용하여 그래프를 그렸고 이 1에 가장 가까운 그래프를 찾아보니 2차함수 그래프로 나타내었을 때 가장 근접하여 2차함수 추세선을 사용하였다. 그래프 식은 다음과 같다.
3.2. 미지의 온도에 대한 예측
미지의 온도를 설정하고 그 온도에 대한 전압값을 얻어 그래프 식을 통해 온도를 구해본다. 이 식이 얼마나 정확한지를 알아보는 것이 목적이기 때문에 실제 온도를 측정하여 식을 통해 구한 온도와 비교한다. 39℃-0.3mv를 정했다. 축이 전압이므로 그래프 식 값에 0.3을 대입하여 값을 구한다. 다음은 값을 구하는 과정이다.
근의 공식을 대입해서 온도가 36.74℃가 나왔다. 실제 온도는 39℃이므로 상대오차를 계산해주면
5.79%의 상대오차를 구할 수 있다. 오차가 비교적 적지만 발생한 이유는 측정에서 찾아 볼 수 있는데 온도계를 잘못 읽거나 전압이 잘못 측정되는 경우를 제외하면 실험과정에서 특정 온도에서 0.1씩 올라가는데 이때 온도는 증가하지만 전압이 증가하지 않은 때에는 소수점 아래 부분이 증가하고 있기 때문이다. 따라서 멀티미터가 더 많은 소수점 정보를 알려줬다면 오차가 줄었을 수 있었을 것이다.
4. 결론
제벡효과를 이용한 열전대를 이용하여 물의 온도를 통해 전압값을 도출해내는 과정의 실험을 했다. 세 온도, 34, 41, 47을 선정하여 그래프를 그렸다. 추세선 그래프의 값이 1에 가장 근접하는 추세선을 찾고 미지의 온도를 선정하여 그래프 식을 통해 얻은 온도와 실제의 온도를 비교하였다. 5.79%의 오차가 나왔는데 가장 큰 이유로 멀티 미터의 측정 한계를 꼽을 수 있겠다.
출처
- 네이버 지식백과 (열전대, 제벡효과)

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계측,   온도,   계측 실험