열전대 실험 레포트(기전력을 통한 온도 측정)

소개글

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목차

1. 실험 목적

2. 실험 개요
1) 실험 이론
2) 실험 방법
3) 측정 대상 선정

3. 실험 결과

4. 토의
1) 열전대 측정시 오차 발생 요인
2) 추가 문제(열전대를 사용하여 풍동 안에 설치해둔 금속 평판의 표면 온도를 측정하고자 한다. 측정 방법에 대해서 생각하여 정리하고, 열전대의 한계에 대하여 설명하시오)

본문내용

1. 실험 목적
열전대 실험은 온도를 측정하는 다양한 방법 중 thermocouple을 사용 하는 것이다. 열전대는 다른 여러 측정 장치보다 시스템이 상대적으로 간단하며, 측정범위가 넓다는 장점을 가지고 있기 때문에 널리 사용된다. 하지만 저온에서는 정확한 온도를 나타내지 못한다는 단점 역시 지니고 있다. 본 실험에서 Seebeck effect, Thompson effect를 바탕으로 열전대의 원리인 온도와 기전력 사이의 관계를 이해하고자 한다. 또한 열전대를 통해 주변 사물의 온도를 측정해 그 원리와 특성을 이해하도록 한다.

2. 실험 개요
· 실험 이론
⇒ 열전대란?
서로 다른 두 종류의 금속도체에 폐회로가 형성되도록 결합하고, 두 결합사이에 온도차이를 유지하면 폐회로 내에 기전력(EM)이 발생한다. 이렇게, 한쪽을 정확하게 0℃로 유지하고, 다른 한쪽(측정접점 또는 온접점)을 측정하려는 대상에 놓아두면, 기전력이 측정되어 온도를 알 수 있다. 서로 다른 금속 도체의 결합을 ‘열전대’라 한다.

⇒ 열전대의 특징
1. 빠른 응답과 비교적 시간지연이 적다.
2. 상황에 맞는 적절한 선택과 품질이 우수한 열전대일 경우에는, 0℃에서 2,300℃까지 넓은 범위의 온도측정이 가능하다.
3. 특정 점 또는 작은 공간의 온도측정이 가능하다.
4. 온도가 기전력으로 감지되므로, 측정, 조정, 증폭, 조절, 변환 및 다른 데이터와도 쉽게 처리된다.
5. 다른 온도센서와 비교하여 가격이 저렴하고 쉽게 이용 할 수 있다.

⇒ 열전대의 구조 및 측정방법
일반적으로 산업용 열전대는 소선 사이에 절연관을 끼워 금속 도체간의 합선을 막고 측정 대상이나 주위 환경에 직접 노출되지 않도록 하기위해 보호관을 끼우게 된다. 측정시 냉접점은 일정한 온도(대부분 0℃)를 유지한다. 발생된 기전력은 무빙 코일형, 전자식, 오토 바란싱 형, 포텐쇼 메타형 등 여러 종류의 지시 계기로 측정된다.

참고 자료

[네이버 지식백과] 풍동 [wind tunnel, 風洞] (두산백과)