МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ УНИВЕРЗИТЕТА У БЕОГРАДУ
ТЕРМОПАРОВИ И ТЕРМООТПОРНИ СЕНЗОРИ ТЕМПЕРАТУРЕ
Семинарски рад из предмета
ОСНОВЕ ТЕХНИКЕ МЕРЕЊА И СЕНЗОРИ
Ментор: Проф. Др. Ђорђе Чантрак
Студенти: Душан Урекар 528/2014
Војислав Стојаковић 476/2014
ТЕРМОПАРОВИ И ТЕРМООТПОРНИ СЕНЗОРИ ТЕМПЕРАТУРЕ Д.Урекар; В. Стојаковић.
3
УВОДНО РАЗМАТРАЊЕ
Изучавања одређене физичке величине и начине на које се она мери спада у основне
предмете научног истраживања. Наука о мерењу заузима посебно место у систему
савремених наука.Сам метод мерења представља начин на који се одређује вредност
физичке величине, уз помоћ одговарајућих техничких средстава и са експерименталним
операцијама.Физичка величина је својство материје које се може квантитативно одредити
и квалитативно описати. Природне и техничке науке имају потребу да резултате опажања
представе у квалитативној форми.Ти подаци мерења су неопходни за касније
прилагођавање система. У техничкој примени, првенствено у машинству, резултати
мерења су неоходни за димензионисање машине, како би се прилагодила одговарајућим
утицајима. Како би се извршило поновљивост мерења и за лако анализирање могућих
грешака у димензионисању, користе се одговарајући стандарди или међународни
прописи, помоћу којих је нека мера дефинисана( СИ систем).У овом раду, првенствено
посвећујемо пажњу мерењу температуре, која представља једну од седам основних
јединица СИ система.
ТЕРМОПАРОВИ И ТЕРМООТПОРНИ СЕНЗОРИ ТЕМПЕРАТУРЕ Д.Урекар; В. Стојаковић.
4
1.
ОСНОВЕ ТЕХНИКЕ МЕРЕЊА ТЕМПЕРАТУРЕ
1.1
Техничка метрологија
Техничка метрологија се бави проблемима мерења у техници.Како би се извршила
одговарајућа мерења, користе се техничка мерна средства, у које спадају
материјализоване мере и мерни уређаји.
Материјализована мера је мерни инструмент (лењир, електрични отпорник...), чија је
израда прописана одговарајућим стандардима, и служи за репродукцију једне или више
познатих вредности величине. Не поседује покретне елементе током мерења (нпр.
казаљку).
Мерни уређај је мерни инструмент (манометар, термометар) који претвара мерену
величину, у показивање или одговарајућу информацију која је описује.Поседује и
елементе попут регулатора, сигнализације, одабирача итд.како би испуњавао специфичне
функције мерења.Физичку величину, коју је немогуће људима да непосредно опазе,
неоходно је да претвори у величину коју може да опази посматрач (дужина, светло,
звук...).
За решавање проблема везаних за метрологију развијен је велики број поступака и
метода.Мерни поступак представља скуп потребних операција за извршење мерења
предвиђене физичке величине, док се под операцијама подразумева и математички
апарат неоходан за прорачуне.
У зависности од начина на који се утврђује квантитативна вредност мерене величине,
користе се следеће методе:
Метода екстраполације: Представља рачунску методу, односи се на одређивање
вредности мерене величине, изван интервала познатих вредности, при чему се
сагледава законитост која повезује дате вредности.
Метода интерполације: Састоји се од рачунског одређивања вредности измерене
величине у оквиру интервала у коме су њене познате вредности, при чему се
полази од претпостављене законитости која повезује те вредности.
Метода компарације: Код ове методе, непозната вредност се мења са познатом
вредности мерене величине, тако да показивање на индикационом инструменту
буде једнако ( одређивање масе вагом и теговима, одређивање отпора помоћу
мерног кола...).
ТЕРМОПАРОВИ И ТЕРМООТПОРНИ СЕНЗОРИ ТЕМПЕРАТУРЕ Д.Урекар; В. Стојаковић.
6
1.2
Општи појам температуре
Температура је један од фундаменталних појмова у науци и техници, а представља
величину којом се описује степен загрејаности неког објекта или материје. Температура је
интензивна величина стања, нема својство адитивности. То значи да јој вредност не
зависи од масе (количине, величине) посматраног термодинамичког система и да има
исту вредност за произвољно изабрани део система, као и за цео систем у стању
термодинамичке равнотеже. Тако, при дељењу неког тела одређене температуре на више
делова, сваки део би задржао температуру тела. Супротно температури, маса, запремина
и дужина на пример, представници су екстензивних физичких величина, јер са повећањем
димензија тела (система), повећава се и њихова вредност.
Температура је директно повезана са термичким кретањем молекула или атома, тј. са
термодинамичким стањем тела (материје) и његовом унутрашњом енергијом. При вишим
температурама, кретање молекула је интензивније. На пример, при 0 К молекули гаса
мирују, док при 20 °
C брзина њиховог кретања износи више стотина метара у секунди.
Треба напоменути да се термичко кретање честица гаса разликује од термичког кретања
код течности и чврстих материја.
Према молекулско кинетичкој теорији идеалних гасова, кинетичка енергија транслаторног
кретања молекула гаса је (1.1) :
e
kin
=
μ w
sr
2
2
=
3
2
kT
⇒
T
=
B
μ w
sr
2
2
……..
(1.1)
где је:
k
– Болцманова константа
w
sr
2
−
¿
средња квадратна брзина молекула,
w
sr
2
=
w
1
2
+
w
2
2
+
…
+
w
N
2
N
(1.2)
N
−
¿
број молекула
μ
−
¿
маса молекула
Дакле, вредност температуре сразмерна је кинетичкој енергији транслаторног кретања
великог броја молекула материје. За сложеније молекуле, њихову енергију сачињавају и
енергија ротација и вибрација.
