Měření teploty ČVUT – FEL, Praha Sieger, 2008.

Prezentace na téma: "Měření teploty ČVUT – FEL, Praha Sieger, 2008."— Transkript prezentace:

1 Měření teploty ČVUT – FEL, Praha Sieger, 2008

2 Teplotní stupnice * Kelvinova 0K, absolutní nula
* Celsiova y °C = x K + 273,15 * Fahrenheitova y °F = x 9/5 °C + 32 * Reamurova * Rankinova * Newton * Romerova * Delislova

3 Teplota I Kelvin Celsius Fahrenheit

4

5 Měření teploty 0 K - Kelvinů, absolutní nula, ustává pohyb atomů E = 1/2 * k T energie částice s jedním stupněm volnosti Teplota je interval  nutno zvolit kalibrační body

6 Kelvinova teplotní stupnice
Druhý pevný bod: Základní bod: ustává tepelný pohyb

7 Kalibrační body * trojný bod vody 0°C * var vody 100°C
* trojné body prvků H2, He, S, Pt, Au, Ge viz norma ITS90

8 Teplotní čidla Čidla odporová termoelektrická polovodičová
infrateploměry krystalová

9 Bolometry - měří celkovou hustotu výkonu dopadajícího záření

10 Planckův vyzařovací zákon
[W m-2 sr-1 m-1]

11 Planckův vyzařovací zákon - shrnutí

12 Šedé těleso - emisivita e
e < e = 1 Kirchhoffův zákon vyzařování spektrální pohltivost a emisivita libovolné látky jsou si rovny.

13 Stefan-Boltzmanův zákon
= q = e s T4 emisivita e zohledňuje záření šedého tělesa e = 0 ;1 e = 1 pro černé těleso záření absolutně černého tělesa přes všechny vlnové délky Stefan-Boltzmanova konstanta s = 5,67 ·10-8 W m-2 K-4 q .. hustota výkonu [W m-2] T .. teplota tělesa [K]

14 Wienův posunovací zákon
b = l·T b = 2,9 · 10-3 K m

15 Sluneční záření

16

17 Kovové teploměry - Pt, Ni
a [K-1] je teplotní součinitel odporu R0 odpor při teplotě 0 °C R=R0(1+aJ) Platinové teploměry Pt100, Pt1000 RJ =R0 [1 + AJ + BJ2 + CJ3 (J -100)] A = 3,90802x10-3 K-1 B = -5,802x10-7 K-2 C = -4,27350x10-12 pro J < 0 °C, resp. C=0 pro J >0 °C. Chyba linearity pro rozsah teplot od 0 °C do 100 °C činí asi 1,45·10-3 R0 tedy cca 0,15 °C.

18 Tolerance Pt standardních měřících odporů dle IEC

19 Závislost odporu (resp
Závislost odporu (resp. R/R0) Pt senzoru na teplotě – modrá křivka, červená přímka je zde pro zvýraznění nelinearity

20 Závislost tolerance Ni odporových senzorů na teplotě
.

21 Teplotní součinitel odporu a ·10-3 [K-1]
Materiál čidla Základní odpor R0 [W] Poměr odporů W100 Měřicí rozsah [°C] Teplotní součinitel odporu a ·10-3 [K-1] Pt 100 1,3850 -200 až 850 3,85 až 3,93 Ni 1,6180 -60 až 180 (250) 6,17 až 6,70 Cu 1,4260 -200 až 200 4,26 až 4,33

22 Monokrystalické Si senzory