Protokoll. Temperaturmessung : Zeitverhalten von Berührungsthermometern. Praktikumsteilnehmer:

Transkript

1 Prookoll mpraurmssung : Zivrhaln von Brührungshrmomrn Prakikumsilnhmr:

2 Aufgabnsllung: Aufgab : Aufnahm dr Sprunganwor und Bsimmung dr Ziknnwr : + u + u h 5 und 9 Aufgab 2: Unrsuchung ds Einflusss dr hrmomrausführung und dr Mssbdingungn auf di Ziknnwr Aufgab 3: Prüfung auf P Vrhaln und Bsimmung dr Zikonsan Durchführung:. Vrsuchsaufbau mpraursprung in Luf mpraursprung in Wassr

3 Anschlußschma: Auswrung:. Aufnahm dr Sprunganwor und Bsimmung dr Ziknnwr : +u + u h 5 und 9. Mßschrib mi ingragnm Lösungswg: s.anlagn.. Muß bim hrmolmn dr zilich Vrlauf UEf( in dn Vrlau f? f ( umgzichn wrdn? Ein Umzichnn ds zilichn Vrlaufs vor dr Knnwrrmilung is nich rfordrlich da: U und? proporional zuinandr sind ( nahzu linarr Zsh. für dn Brich -2mV +2mV und di Ziknnwr 5 und 9 bzüglich? X rmil wrdn Nur Vrlauf Ansig sowi Schnipunk dr Kurv mi dm Anfangs -und Endwr zur wirn Knnwrbsimmung nowndig sind somi sind di abzulsndn Knnwr 5 9 u g und nahzu idni sch. 2 abllarisch Zusammnsllung dr Ziknnwr sowi dr Wr für 9 / 5 und ( 9 / 5 * (. 9 -+u/( 5 -+u: M s s s c h r i b N r. : 5 ( s 9 ( s 9 / 5 +u (s ( 9 / 5 * ( u / ( u Nummrirung nsprich dr dr Prakikumsanliung : 4mm Manlhrmolmn (Luf 2: 6mm Manlhrmolmn (Luf 3: 6mm hrmolmn nack Msssll (Luf 5. 8mm hrmolmn (Luf 6. 8mm hrmolmn (Wassr 8. 8mm P Mssinsaz (Wassr

4 Brachung dr Ergbniss 9 / 5 und ( 9 / 5 * mi maximalr Unsichrhi:? 9? 5 mm bzw. s (.5mm auf mpra urachs und.5mm auf Ziachs * N r. :? ( 9 / 5 9 / ± ± ± ± ± ±.4 Nummrirung nsprich dr dr Prakikumsanliung 2. Unrsuchung ds Einflusss dr hrmomrausführung und dr Mssbdingungn auf di Ziknnwr Vorbrachu ng: Zusammnhang von 9 und 9 f( Hrliung: für idals P-Vrhaln glös Dgl: ( bi 9 ( * ( ( ( * ( (2 (2 in ( inszn: (.9 * ( ( * 9. 9 ln 9. * 2. Abhängigki dr Ziknnwr + u und 9 von: hrmomrausführung (mi/ohn Schuzrohr: horisch: hrmom r mi Schuzrohr habn in größr Zikonsan (da m*c/a *A und m*c sig mi Schuzrohr. Da 9 -ln* (s.vorbrachung sig mi a u c h 9.

5 Wirhin lig bim hrmomr ohn Schuzrohr dr Eingangswr sofor an dr Msssll an. Es gib fas kin Vrzögrung d.h. + u. hrmomr mi Schuzrohr: Schuzrohr wirkn wi zusäzlich mpraurspichr. Durch dn Wärmranspor durch dn Manl zum hrmomr ri somi bim hrmomr mi Schuzrohr in Vrzugszi a u f.. Di in dr Vorbrachug gschildrn Vorgäng wurdn xprimnll bsäig. Zum Vrglich: Bim hrmolmn mi Schuzrohr is auf dm Mssschrib (Hißlufsrom dulich di ozi + u rknnbar währnd slbig bim hrmolmn ohn Schuzrohr kaum rknnbar is. Auch sind bi dr Varian mi Schuzrohr und dami 9 klinr als bi dr Ausführung ohn Schuzrohr. Mßprinzip: Vgl. P / hrmolmn Di bidn Mssprinzipin basirn auf vrschidnn physikalischn Effkn. Das hrmolmn is in akivr Snsor bi dm in inm lkrischn Kris aus zwi unrschidlichn mallischn Lirn (hir NiCr-Ni in hrmospannung aufri sobald di Vrbindungsslln unrschidlich mpraurn habn (Sbck-Effk.Bi dm passivn Snsor P ändr sich mi dr mpraur d r Liwr ( Widrsand passiv wil disr sich ändrnd Widrsand mi inr anglgn Spannung gmssn wird. Auf Grund disr unrschidlichn Physikalischn Effk bzw. Ausführungn is bim hrmolmn klinr als vom P. Da bid hrmomr mi inm Schuzrohr vrshn sind ri auch hir + u auf. Im Exprimn wurd bsäig dass das hrmolmn in Wassr (6 inn klinrn Wr vorwis als das P in Wassr (8 Da bi bidn Mssvrfahrn P-Vrhaln annährnd angnommn wrdn kann gil auch hir mi 9 -ln*. 9 vom hrmolmn is klinr als. 9 vom P bi sons glichn Bdingungn. Mssbdingungn Vrglich man di Mssschrib von (5 und (6 fäll auf dass bi Wassr dulich klinr is. Dis läs sich mi Hilf ds Wärmübrgangskoffizinn a r k l ärn wlchr bi Wassr vil größr is als bi Luf. is umgkhr Proporional zu dism Koffizin. A u c h + u is bi Wassr fas nich rmilbar wil dr Wärmübrgangskoffizin shr groß is. unrschidlich Außndurchmssr Bi inm größrn Außndurchmssr is auch di Obrfläch A größr. Mi m*c/a * A folg dass mi inm großn A klinr wrdn müss. Dis is durch ( und (2 nich rknnbar. Durch dn Ansig von m is zu rklärn dass mi inr Vrgrößrung ds Durchmssrs di Mass im Quadra di Obrfläch abr nur linar sig. + u is bi ( klinr als bi (2 da bi (2 mhr Mass rwärm wrdn muss.

6 3. Prüfung auf P Vrhaln und Bsimmung dr Zikonsan 3. : Prüfn auf P-Vrhaln Möglichkin zur Prüfung inr Sprunganwor auf P-Vrhaln und zur Bsimmung dr Zikonsan Möglichki dr Prüfung übr dn Vrhälnisvrglich von 9 / 5 : Bi idalm P-Vrhaln is diss Vrhälnis 332 (Nachwis: Hrliung/Abliung aus glösr Diffrnialglichung für P-Vrhaln ( * ( ( ( bi * ( (2 (. 9 (2 in ( inszn: (.9 * ( ( * ln. * Bzw. für 5 5 ln. * ln.5 * ln. 5 * Voril: 2 Wr wrdn zur Charakrisirung hrangzogn dis sind rlaiv gnau bsimmbar Möglichki zur Bsimmung von Di Bsimmung von is bi P-Vrhaln übr di Anfangsangn möglich. Hirbi is dr Wr auf dr Ziachs bi dr sich di angn bi mi dr Endmpraur schnid. Allgmin Gradnglichung: ym*+n ür is n und y m x

7 daraus folg: y * ( * + (3 für dn Endwr rgib sich: inszn in (3 y * ( ( * Nachil: Anfangsangn is nur schwr gnau zu bsimmn was Ungnauigkin bi dr -Ermilung zur olg ha. Voril: schnll u. wnig aufwndig bi ofmals hinrichndr Gnauigki wir Möglichki zur -Bsimmung aus Schnipunk dr Vrlaufskurv mi d.h. bi 63% von (. 6 3 ( * ( Nachwis: Hrliung/Abliung aus glösr DGL für P-Vrhaln ür ( ( * ( 367 * ( ( ( 367 * ( (.633 * ( d.h. is auf dr Ziachs dor abzulsn wo di Kurv 63% von rrich. Voril: Dr Wr von 63* is gu zu bsimmn und somi is auch in rlaiv gnaus Ablsn dr Zikonsan möglich. Nachil: Dr Wr von 63* gil bi idalm P-Vrhaln rals P-Vrhaln nsprich jdoch nur annährnd dm idaln Vrhaln.

8 3.2 Wlchr dr unrsuchn äll nsprich noch am hsn P-Vrhaln? N r. :? ( 9 / 5 9 / ± ± ± ± ± ±.4 Nummrirung nsprich dr dr Prakikumsanliung Wnn zur Prüfung auf P-Vrhaln nur das Vrhälnis 9 / 5 brach wird nsprich Sprunganwor Nr. 3 am hsn P-Vrhaln. Dr Quoin lig bim all 3 auch unr Brücksichigung dr maximaln Unsichrhi am nächsn am idalwr von 332. (sih abll 3.3 Vrhaln ggnübr P vorilnds Vrhaln: Kurv sig schnllr als bi P zu rwarn wär.. 9 > bi Mssungn 3 und 6 3: 6mm hrmolmn nack Msssll (Luf 6: 8mm hrmolmn (Wassr nachilnds Vrhaln: Kurv sig langsamr flachr als bi P zu rwarn wär..9 < bi Mssungn 25 und 8 : 4mm Manlhrmolmn (Luf 2: 6mm Manlhrmolmn (Luf 5: 8mm hrmolmn (Luf 8: 8mm P Mssinsaz (Wassr