Men teploty VUT FEL Praha Sieger 2008 Teplotn

Měření teploty ČVUT – FEL, Praha Sieger, 2008

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

Teplota I Kelvin Celsius Fahrenheit

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

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

Kalibrační body * trojný bod vody 0°C * var vody 100°C * trojné body prvků H 2, He, S, Pt, Au, Ge viz norma ITS 90

Teplotní čidla Čidla • odporová • termoelektrická • polovodičová • infrateploměry • krystalová

Bolometry - měří celkovou hustotu výkonu dopadajícího záření

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

Planckův vyzařovací zákon - shrnutí

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

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

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

Sluneční záření

Kovové teploměry - Pt, Ni R=R 0(1+a. J) a [K-1] je teplotní součinitel odporu R 0 odpor při teplotě 0 °C Platinové teploměry Pt 100, Pt 1000 RJ =R 0 [1 + AJ + BJ 2 + CJ 3 (J -100)] A = 3, 90802 x 10 -3 K-1 B = -5, 802 x 10 -7 K-2 C = -4, 27350 x 10 -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 R 0 tedy cca 0, 15 °C.

Tolerance Pt standardních měřících odporů dle IEC

Závislost odporu (resp. R/R 0) Pt senzoru na teplotě – modrá křivka, červená přímka je zde pro zvýraznění nelinearity

Závislost tolerance Ni odporových senzorů na teplotě .

Materiál čidla Základní odpor R 0 [W] Poměr odporů W 100 Pt 100 1, 3850 Ni 100 1, 6180 Cu 100 1, 4260 Měřicí rozsah [°C] -200 až 850 -60 až 180 (250) -200 až 200 Teplotní součinitel odporu a · 10 -3 [K-1] 3, 85 až 3, 93 6, 17 až 6, 70 4, 26 až 4, 33

Monokrystalické Si senzory