전자기학 실험( 디지털온도계 예비 +결과 레포트)

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전자기학 실험( 디지털온도계 예비 +결과 레포트)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험원리
3. 기구및 장치
4. 실험 방법
5. 실험시 주의사항
6. 결과
7. 분석
8. 고찰및 개선사항
*참고문헌

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본문내용

온도가 변하지 않는 동일 장소에서 실험을 했기에 써미스트의 변수가 온도임을 생각해 볼 때 변수가 같으므로 동일한 값이 나온 것이다.
써미스터의 Calibration 블록다이어그램.
온도에 따른 써미스트의 저항변화를 확인하기 위하여 렙뷰 프로그램 DAQ어시스턴트를 사용하여 위의 사진과 같은 블록다이어그램을 직접 만들어 보았다. 위의 그래프에서 VT는 단자전압을 의미하며 RT는 저항을 의미하게 된다. 저항에서 인디케이트를 생성해 저항그래프를 만들었으면 온도역시 인디케이트를 생성해 그래프를 직접 확인하여 비교할 수 있었다.
Experiment 4 : 써미스터의 Calibration.
온도 하강 시 저항변화.
온도 하강 시 단자 전압과 써미스트의 저항을 나타내 주는 그래프로 온도가 상승할 때에 비해 저항이 높음을 알 수 있다. 이것으로 인해 온도와 저항이 반비례함을 알 수 있다. 온도가 떨어지는데 처음 측정 했을 때 보다 저항이 낮은 이유는, 온도가 떨어지는 기준이 다르기 때문이다. 손으로 온도를 높여 논 다음 손을 때 온도가 떨어지는 상태를 나타낸 그래프이기 때문에 실온보다 높은 온도에서 온도가 낮아진 것이다.
온도가 감소하고 있음을 나타내 준다.
디지털 온도계는 서미스터의 저항변화로부터 온도를 역으로 찾는 원리를 이용한 프로그램이다.
위의 두 그래프를 비교해보면 더욱 쉽게 서미스터의 저항과 온도의 관계를 알 수 있다. 왼쪽 그래프를 통해 시간이 지남에 따라 온도가 낮아진 다는 것을 알 수 있고, 이때, 오른쪽 그래프를 통해 시간이 지남에 따라 저항이 증가한다는 것을 알 수 있다. 이로써 서미스터의 온도와 저항과의 관계를 알 수있다.
(손으로 서미스터를 잡을 경우 온도는 증가하게 되고, 손을 때면 온도가 감소할 것이다. 위의 그래프는 손을 때 온도가 감소하는 상황을 나타낸 것이다.)
온도 상승 시 서미스터의 저항 변화.
온도 상승 시 단자 전압과 서미스터의 저항을 나타내 주는 그래프로 온도가 하강 할 때에 비해 저항이 낮음을 알 수 있다. 이것으로 인해 온도와 저항이 반비례함을 알 수 있다.
온도가 상승하고 있음을 나타내 준다.
디지털 온도계는 서미스터의 저항변화로부터 온도를 역으로 찾는 원리를 이용한 프로그램이다.
위의 두 그래프를 비교해보면 더욱 쉽게 서미스터의 저항과 온도의 관계를 알 수 있다. 왼쪽 그래프를 통해 시간이 지남에 따라 온도가 높아진 다는 것을 알 수 있고, 이때, 오른쪽 그래프를 통해 시간이 지남에 따라 저항이 감소한다는 것을 알 수 있다. 이로써 서미스터의 온도와 저항과의 관계를 알 수 있다.
(손으로 서미스터를 잡을 경우 온도는 증가하게 되고, 손을 때면 온도가 감소할 것이다. 위의 그래프는 손으로 서미스터를 잡고 있을 때 온도가 증가하는 상황을 나타낸 것이다.)
8. 고찰 및 개선사항
가변 전원 공급 장치의 사용법을 익혀 써미스터에 전기를 공급하여 온도와 써미서터에 걸리는 저항의 관계를 알아보고, 써미스터에 걸리는 저항으로부터 역으로 온도를 구함으로써 디지털 온도계의 원리를 이해하는 이번 실험 “디지털 온도계”에서 “Experiment 1 : 회로 소자 값의 측정 “에서는 저항과 써미스터의 저항을 측정하는 실험 이었다. 이론상 10k저항의 값을 직접 측정한 결과 9.992k이 나왔고, 오차율은 0.08%로 이론값과 거의 일치함을 알 수 있었다. 하지만 써미스트의 경우 이론상의 경우 저항이 10k이지만, 측정한 값은 8.7359k으로 오차가 약 12%가 생겼다. 써미스트의 경우 온도에 따라 저항이 달라지는데 실험을 전압 0에서 +5로 조정하였기에 단자전압VT 는 2.5볼트로 상승해야 한다. RT = R1 * VT /(3 -VT) 식에 의해서 주위 온도가 25 []라면 써미스터의 저항은 대략 10 [k] 이 된다. 하지만 측정결과가 이보다 현저히 낮게 나왔다는 것은 주위의 온도가 이보다 높았다는 것을 의미하게 된다. 이로써 써미스트의 저항은 온도에 반비례 한다는 것을 미리 유추 할 수 있다. ”Experiment 3 : DAQ 조작을 위한 써미스터 회로“의 실험에서 확인 한 것은 같은 값의 저항과 직렬연결 되어 있는 써미스터에 걸리는 전압은 총 전압의 50%로, 이번 실험에서는 5V를 걸어 주었으므로 단자전압은 이론상 2.5V가 걸려야 한다는 것이다. 하지만 실제 측정값은 2.36V로 5.6%의 오차가 생겼다. 오차의 원인으로는 소자 자체에서의 오차와 회로의 내부저항을 생각해 볼 수 있다. 그리고 온도가 점점 증가함에 따라 서미스터에 걸리는 전압이 감소하는 것을 확인할 수 있었는데, 이것은 옴의 법칙(V=IR)으로부터 설명 할 수 있다. 온도가 증가할수록 서미스터의 저항 값은 감소하기 때문에 따라서 저항과 비례하는 전압의 값 역시 감소하게 되는 것이다. ”Experiment 4 : “써미스터의 Calibration.” 실험에서는 손으로 써미스터를 잡아 온도가 증가하는 상황과, 반대로 온도가 감소하는 상황에서의 써미스터에 걸리는 저항을 측정해 온도와 저항의 관계를 알아보는 것이었다. 디지털 온도계는 서미스터의 저항변화로부터 온도를 역으로 찾는 원리를 이용한 프로그램이기에 이 실험으로서 디지털 온도계의 원리를 알 수 있다. 온도가 증가하는 상황에서는 저항이 감소하였고, 온도가 감소하는 상황에서는 저항이 증가했으므로 온도와 저항의 관계는 반비례임을 알 수 있다. 이번 실험에서 오차의 원인으로는 온도이다. 실험실의 온도가 일정한 것이 아니고, 에어컨이나, 바람, 이러한 온도에 영향을 주는 요인으로 인해 실험에 오차가 생겼다. 이번실험에서 가장 중요한 것은 온도이다. 온도와 저항과의 관계를 알아 보는것이 목표이기에 온도가 변수이다. 그래서 정확한 실험을 원한다면 일정한 온도인 환경에서 실험을 하고, 일정한 온도인 곳에서 온도를 높이거나 낮게 하여 실험을 해야한다.
* 참고 문헌
- 전기전자 기초 / 기전연구사 / 지일구, 오창록 공저 / 2011년 / p.332
- 인천대물리학과교수 공역 / 일반 물리학 / 청범출판사 / 2009년
- 네이버 두산백과사전.
- http://www.wikipedia.org/
- http://www.google.com/

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전자기학 실험,   디지털온도계,   디지털,   온도계,   디지털 온도계