Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Autor:Ing. Bc. Pavel Kolář Předmět/vzdělávací oblast: Základy přírodních věd - Fyzika Tematická oblast:Termika Téma:Měření teploty – teploměry Ročník:2.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Autor:Ing. Bc. Pavel Kolář Předmět/vzdělávací oblast: Základy přírodních věd - Fyzika Tematická oblast:Termika Téma:Měření teploty – teploměry Ročník:2."— Transkript prezentace:

1 Autor:Ing. Bc. Pavel Kolář Předmět/vzdělávací oblast: Základy přírodních věd - Fyzika Tematická oblast:Termika Téma:Měření teploty – teploměry Ročník:2. Datum vytvoření:září 2013 Název:VY_32_INOVACE_ FYZ Anotace: Teploměry. Druhy, princip a použití teploměrů. Teplotní rozsahy. Metodický pokyn: Prezentace je primárně určena ke zkvalitnění výuky v hodinách fyziky, ale může být využita i k samostudiu nebo pro distanční formu vzdělávání. Otázky na konci tématu ověří u žáků pochopení probíraného učiva. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků (PC a dataprojektoru).

2 Měření teploty Teploměry – druhy, principy, použití

3 Teploměry  Funkčně teploměry dělíme na:  Využívá se poznatku, že se změnou teploty se mění veličiny popisující stav tělesa (objem, tlak, elektrický odpor, vyzařování);  Používají se k měření teploty ;  dilatační;  tlakové;  odporové;  termoelektrické;  bezdotykové.

4 Kapalinové teploměry (dilatační)  Rozsah podle použité náplně;  Měřítkem teploty je výška kapalinového sloupce v kapiláře;  Využití principu změny objemu kapaliny v závislosti na teplotě;  etanol (-110°C až 70°C);  pentan (-200°C až 20°C);  toluen (-70°C až 100°C);  rtuť (-30°C až 350°C);  Jsou jednoduché, spolehlivé, ale křehké a nevhodné pro automatizaci.

5 Kapalinové teploměry (dilatační) rezervoár kapilára stupnice baňka Obrázek 2.1. Lékařský rtuťový teploměr

6 Dvojkovové teploměry (dilatační)  Vyrábějí se jako ploché, stočené rovinné, šroubovité;  Vzniká naplátováním dvou kovových pásků s různou teplotní roztažností ( bimetal );  Využití principu roztažnosti pevných látek v závislosti na teplotě;  Jednoduché, levné, používají se pro regulaci (termostat).  Změnou teploty se bimetalový pásek zakřiví;  Rozsah použití do 400°C;

7 Dvojkovové teploměry (dilatační) Obrázek 2.2. Venkovní bimetalový teploměr stupnice bimetalový pásek ukazatel

8 Plynové teploměry (tlakové)  Široký rozsah měřených teplot (-200°C až 800°C);  Náplní teploměru bývá vodík, helium nebo dusík;  Využití závislosti tlaku plynu na teplotě při stálém objemu plynu;  Výhodou je přesnost, stálost parametrů, odolnost proti mechanickým otřesům.

9 Plynové teploměry (tlakové) Obrázek 2.3. Plynový teploměr Obrázek 2.4. Princip plynového teploměru kapilára plynové tělísko deformační člen

10 Odporové teploměry  Snímače teploty z kovových nebo polovodičových odporových materiálů;  Využití závislosti elektrického odporu na teplotě;  Výhodou je přesnost, možnost vzdáleného měření, využití v regulační technice a automatizaci;  Rozsah podle použitého materiálu;  platina (-200°C až 850°C);  nikl (-60°C až 150°C);  polovodič (-40°C až 120°C);  U digitálních přístrojů záznam a uchování naměřených hodnot.

11 Odporové teploměry Obrázek 2.5. Digitální lékařský teploměr teplotní snímač

12 Odporové teploměry Obrázek 2.6. Domácí meteostanice teplotní snímač

13 Termoelektrické teploměry  Ohřevem termočlánku v místě spoje, vznikne na volných koncích elektrické napětí, které je úměrné teplotě ( Seebeckův jev ) ;  Využití termoelektrického jevu vznikajícího vodivým spojením dvou různých kovů ( termočlánek );  Výhodou je přesnost, možnost vzdáleného měření, využití v regulační technice a automatizaci.  Rozsah podle použitého materiálu (-250°C až 2300°C);  nejčastěji termočlánek typu K (chromel-alumel) (-200°C až 1250°C);

14 Termoelektrické teploměry Obrázek 2.8. Digitální teploměr s termočlánkovou sondou HARKE.  cit . Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: Obrázek 2.7. Zapojení termočlánku

15 Bezdotykové teploměry  Pyrometry (přímoměřící):  Využití principu vyhodnocení tepelného (světelného) záření těles, jejichž teplotu chceme měřit;  Měření povrchové teploty těles speciální kamerou, na monitoru se zobrazení vizuální termosnímek;  Optické pyrometry : Měření tepelného záření jedné vlnové délky;  Radiační pyrometry : Měření celého spektra tepelného záření;  Termovize (zobrazovací):  Rychlé a snadné bezkontaktní měření povrchové teploty;  Lze provádět nebezpečná měření (předmětů pod napětím, nedostupných předmětů, měření vysokých teplot).

16 Bezdotykové teploměry Obrázek 2.9. Bezdotykový digitální teploměr

17 Bezdotykové teploměry Obrázek Termokamera MONTO, Tiia.  cit . Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: Obrázek Termosnímek TUSZYNSKI, Jarek, TUSZYNSKI, Alex.  cit . Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW:

18 Shrnutí nejdůležitějších poznatků  Teploměry dělíme na:  Při měření teploty se využívá poznatku, že se změnou teploty se mění fyzikální veličiny jako objem, tlak, elektrický odpor nebo vyzařování;  dilatační;  tlakové;  odporové;  termoelektrické;  bezdotykové.

19 Shrnutí nejdůležitějších poznatků  Volba vhodného typu teploměru je v praxi ovlivněna:  Rozsahem měřených teplot ;  Požadovanou přesností měření ;  Očekávaným výstupem ( požadavky na rychlost měření, získávání, zpracování a ukládání naměřených hodnot );  Podmínkami, ve kterých bude měření probíhat ( mechanické namáhání, rušivé vlivy, vysoké teploty, obtížná dostupnost, sterilní prostředí, atp. );  Cenou ( pořizovací náklady, náklady na měření a údržbu ).

20 Otázky a úkoly 1) Popište lékařský kapalinový teploměr. Jaká náplň se dnes používá místo toxické rtuti? 2) Co je to bimetal? Jak se dá využít při měření teploty? 3) Jakým způsobem probíhá převod neelektrické veličiny (teploty) na elektrické veličiny (odpor, napětí) u elektrických teploměrů? o Skládá se z rezervoáru, ve kterém je kapalina, kapiláry, stupnice a skleněné baňky. Jako náplň se používá například etanol. o Bimetal (dvojkov) vznikne spojením dvou kovů s různou teplotní roztažností. Při zahřátí se jeden kov prodlužuje více než druhý, čímž dojde k ohybu bimetalu. Bimetalový teploměr se využívá k měření teploty, bimetal v termostatu se využívá k regulaci teploty. o Využívá se teplotní závislosti elektrického odporu kovů nebo polovodičů. U termoelektrických čidel je využito termoelektrického (Seebeckova) jevu.

21 4) Na jakém principu fungují bezdotykové teploměry? Zhodnoťte výhody a nevýhody bezdotykového měření teploty. Otázky a úkoly 5) Jakým způsobem se dokumentují tepelné ztráty při zjišťování energetické náročnosti budov? 6) Jaké druhy teploměrů používáte doma? Na jakém principu fungují? o Fungují na principu detekce tepelného záření. Výhody: Lze provádět nebezpečná měření předmětů pod napětím, měření nedostupných předmětů, měření vysokých teplot. Nevýhody: Měří se pouze povrchová teplota, měřený předmět musí být v dohledné vzdálenosti, přesnost závislá na správném nastavení (různá emisivita). o Tepelné ztráty budov se dokumentují například pomocí termosnímků.

22 Použité zdroje LEPIL, Oldřich, BEDNAŘÍK, Milan, HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro střední školy I. 4. vyd. Praha: Prometheus, 2004, 266 s. Učebnice pro střední školy. ISBN LORENC, Jiří. Elektrotechnická měření - Měření v automatizační technice pro 3. a 4. ročník SPŠE. 1. vyd. Praha: SNTL, 1981, 208 s. Učebnice pro střední školy. VACULÍK, Jan. Plynové teploměry pro průmyslové použití. Automa: Časopis pro automatizační techniku. Praha: FCC Public, 2013, č. 3. ISSN HUŠEK, Miloš. Qtest.cz: Princip bezdotykového měření teploty. [online]. [cit ]. Dostupný z WWW: Autorem obrázků, pokud není uvedeno jinak, je autor výukového materiálu.

23 Použité zdroje Obrázek 2.3.: Kolektiv. TXR160XA (DN 160, s pevným stonkem).jpg. Obrázek použit s laskavým svolením Koerta Sportela, obchodního ředitele společnosti STIKO. Obrázek 2.4.: VACULÍK, Jan. Schéma uspořádání plynového teploměru.jpg. Obrázek použit s laskavým svolením autora Ing. Jana Vaculíka. Obrázek 2.9.: HARKE. Commons.wikimedia.org: Thermoelement-Thermometer Omega (1).jpg  online   cit . Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: Obrázek 2.10.: MONTO, Tiia. Commons.wikimedia.org: Fluke Thermal Imager.jpg  online   cit . Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: Obrázek 2.11.: TUSZYNSKI, Jarek, TUSZYNSKI, Alex. Commons.wikimedia.org: Thermal image - face - 3.jpg  online   cit . Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW:


Stáhnout ppt "Autor:Ing. Bc. Pavel Kolář Předmět/vzdělávací oblast: Základy přírodních věd - Fyzika Tematická oblast:Termika Téma:Měření teploty – teploměry Ročník:2."

Podobné prezentace


Reklamy Google