온도측정 실험 보고서

소개글

온도측정 실험 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

○ 실험의 목적

○ 실험 장치 및 준비물

○ 온도계의 종류

○ 실험 방법

○ 측정 데이터(raw data 표)

○ 온도 측정값 및 비교 (tables and figures)

○ 오차 분석

○ 토론 및 고찰

본문내용

, 직장 내의 체온을 재는 항문체온계, 기초체온을 측정하는 여성체온계, 체온이 낮은 미숙아용 체온계(32℃ 정도까지 눈금이 매겨져 있다) 등이 있다.
○ 실험 방법
가) 열전대 제작 및 bridge 회로 구성
1. 우선 electronic ice-point의 전원 스위치를 ON한다(0℃ 도달 시간 10분 이상).그리고 항온수조 2대에 각각 물을 담아 확인 하고 1대는 30℃로 설정, 다른 1대는 50℃로 설정한다.
2. T-type 열전대 선의 한쪽 끝의 두 선을 인두로 접합하여 열전 대를 제작하고, 다른 한쪽 끝은 컨넥터에 극성을 구별하여 연 결한다.(청색 : + , 적색 : - )
3. 열전대 완제품 1개는 ice-point의 여러 hole 중 한곳에 넣고 다른 1개는 온도측정용으로 정한다. 여기서 ice-point의 여러 hole중 한 곳에 넣고 다르 s1개는 온도 측정용으로 정한다. 여 기서 ice-point에 넣은 열전대의 한쪽 끝 청색선은 voltmeter 의 (-)입력단자에 연결하고 측정용 열전대의 청색선은 voltmeter의 (+)입력단자에 연결한다.(그림 1 참조)
4. 저항 2개를 각각 multimeter로 측정하여 정확한 저항값을 기 록한다.
5. 그림 2와 같이 bridge 회로를 회로판에 구성하고 RTD센서를 연결한다. 이 때 가변저항의 dial을 200(2 + 0)으로 맞추어 놓 는다. 건전지는 측정 시에만 연결하여 건전지 소모를 최소화한다.
나) 온도 측정
1) 열전대/RTD 센서
1. 30℃ 설정 항온수조에 그림 3과 같이 온도센서들을 설치한다.
2. glass bulb의 온도를 기록한다.
3. voltmeter에 나타나는 열전대의 기전력을 읽어 기록한다. 이 때 온도는 실험종료 후 열전대의 기전력-온도 표에서 이 기전력에 해당하는 온도를 읽어 정리한다.
4. RTD의 저항을 측정하기 위하여 multimeter의 두 단자를 그 림2의 B와D에 연결하고, 가변 저항 dial을 조금씩 돌려 multimeter의 전압 지시가 0이 되도록 하고 이때 dial의 숫 자를 기록한다. Dial의 숫자가 1000(10 + 0)일 때 493Ω 이 므로 가변저항 값은 (dial 숫자 ÷ 1000) × 493Ω 이다. RTD 저항과 온도의 관계는 R=(100Ω)× (1+T), T=[℃]와 같다.
5. 사용한 항온수조의 온도를 70℃로 설정하여 두고, 50℃에 설정된 항온수조로 센서들을 옮겨 설치하고 위 2에서 4 까지 반복한다.
6. 다음 70℃설정 항온수조에 센서들을 설치하고 위 2에서 4까 지 반복한다.
2) 적외선 온도계
1. 적외선 온도계의 방사율()값을 0.8(구리의 방사율)로 setting하고 적외선 온도계로 구리판의 온도를 측정하고, 구리판 뒤에 부착된 열전대로 같은 구리판의 온도를 측정한다.
2. 구리의 방사율()값 0.8로 알루미늄판의 온도를 측정한다.
3. 방사율()값을 0.3(알루미늄의 방사율)으로 setting하고 적외선 온도계로 알루미늄판의 온도를 측정한다.
4. 적외선 온도계와 구리(알루미늄)판 사이에 아크릴을 끼우고 1에서 3까지 반복한다.
5. 실험이 끝나면 모든 전기 스위치를 OFF 하고 정리한다.
○ 측정 데이터(raw data 표)
wheatstone bridge resistors
R1 : 200.2 Ω, R2 : 198.9Ω
A. T/C & RTD Measurrement
#
Glass bulb
[℃]
Thermocouple
(T-type)
RTD
(Pt100Ω)
Remark
mV
℃
Dial
RX
[Ω]
RRTD
[Ω]
℃
1
30.5
1.210
30.351
228
113.139
112.404
32.218
2
50.0
2.044
50.196
243
120.582
119.799
51.426
3
70.5
2.992
70.313
259
128.522
127.687
71.914
cf. - Thermocouple의 T[℃]를 구하려면
Thermoelectric voltage in Millivolts(T-type)을 이용
- RTD 의 RRTD를 구하려면
- RTD 의 RX를 구하려면
- RTD 의 T[℃]를 구하려면
단,
B. Intrared Thermometer
#
재질
아크릴 차단
유무
( O , X )
방사율 set
()
적외선
온도계
Thermocouple
Remark
1
구리
X
0.8
23.9
20.6
옳은 측정
2
〃
O
〃
20.7
〃
아크릴 차체에 적외선 방사 흡수를 통한 측정
3
〃
X
0.3
33.1
〃
잘못된 방사율 setting 측정
4
〃
O
〃
22.1
〃
2 + 3 측정
5
알루미늄
X
〃
49.5
〃
옳은 측정
6
〃
O
〃
21.8
〃
아크릴 차체에 적외선 방사 흡수를 통한 측정
○ 온도 측정값 및 비교 (tables and figures)
1. Glass bulb를 기준으로한 Thermocouple(T-type)와 RTD의 비교
Glass bulb[℃]
Thermocouple
(T-type)[℃]
RTD
(Pt100Ω)[℃]
30.5
30.351
32.218
50.0
50.196
51.426
70.5
70.313
71.914
2. 아크릴 차단 유무를 통한 적외선 온도 비교
구리
알루미늄
아크릴 차단 X
23.9
49.5
아크릴 차단 O
20.7
21.8
3. 방사율 setting에 따른 적외선 온도 비교
방사율 set
구리
0.8
23.9
0.3
33.1
○ 오차 분석
- ice-point의 0℃ 를 정확히 맞추지 못함에 발생 되는 오차
- Date 값을 구하는 과정에서 발생되는 오차
- 실험장치들 자체에 가지고 있는 저항에 의해 발생되는 오차
- 항온 수조 내의 온도가 일정하게 유지 되는 않는되서 발생되는 오차
- glass bulb 온도계를 읽을 때 발생되는 오차
○ 토론 및 고찰
- 온도계인 glass bulb 온도계, 열전대 및 RTD 온도센서와 비접촉식 온도 계인 적외선 온도계의 작동원리을 습득하였으며, 각각 계측 시스템의 원 리를 이해할수 있었다. 각 계측기 마다의 차이에 대해 알 수 있었고, 오 차 발생원인을 파악하여 정확한 측정을 위해 오차를 최대한 줄이도록 하 여야겠다.

키워드

온도측정,   실험보고서,   글로브온도계,   수은온도계,   열전대,   RTD 센서,   방사율