SPRAWOZDANIE Z PROJEKTU Dioda jako czujnik temperatury

Transkrypt

1 emperaury 1. Cele Sprawdzenie zależności między emperaurą a naężeniem świała emiowanego przez diodę LED (napięciem baza-emier na ranzysorze) w układzie z Rys.1 (parz srona 1 Budowa układu ). 2. Wykaz przyrządów 1) Wolomierz - mulimer NI-T T70A, nr seryjny , 2) Przewody ypu krokodylki (z zesawu z mulimerem), 3) Źródło ciepła - sacja luownicza ZD-929C, nr fabryczny A678130, 4) Soper HTC Desire, nr seryjny HT083PL03673, sysem Android 2.2, 5) Źródło zasilania baeria 9V alkaliczna. 3. Program 1) Dołączenie baerii do badanego układu. 2) Rozgrzanie sacji luowniczej do najniższej możliwej emperaury. 3) Podłączenie wolomierza do bazy i emiera ranzysora. 4) Pomiar napięcia w warunkach począkowych. 5) Rozgrzanie jednej z nóżek diody D1 (parz Rys.1 srona 1 Budowa układu ). 6) Pomiar napięcia baza-emier na ranzysorze po maksymalnej zmianie naężenia świała emiowanego przez diodę LED. 7) Pomiar czasu porzebnego do zgaśnięcia lub maksymalnej zmiany naężenia świała emiowanego przez diodę LED liczony od momenu przyłożenia rozgrzanego groa sacji luowniczej do nóżki diody D1 do momenu zmiany naężenia świała emiowanego przez diodę LED. 8) Pomiar czasu porzebnego do powrou naężenia świała emiowanego przez diodę LED przed rozgrzaniem nóżki diody D1. 9) Wykonanie punków (5) (8) dla pozosałych emperaur (zwiększanie co 50 C). Srona 1 z 7

2 emperaury 10) Spisanie wyników w abeli pomiarowej. 11) Wnioski. 4. Warunki począkowe Temperaura w pomieszczeniu: (24.8 ± 0.1) C Wilgoność w pomieszczeniu: 57% wagi: pomiary wykonywane w wierzonym pomieszczeniu Termomer: Sacja pogodowa Silver Cres, nr seryjny 4-LD Wyniki Tabela 1 Wyniki pomiarów Lp. T [ C]* [V] grzanie [s] chłodzenie [s] powrone [V] Opis jakościowy świecenie diody LED maksymalne słabe bardzo słabe (delikane żarzenie się) gaśnie gaśnie gaśnie gaśnie ok gaśnie Opis abeli: * sacja luownicza wg producena urzymuje zadaną emperaurę T z w przedziale (T z ± 10) C jednak podczas pomiarów przedział nie przekraczał (T z ± 3) C. grzanie czas porzebny do zgaśnięcia lub maksymalnej zmiany naężenia świała emiowanego przez diodę LED liczony od momenu przyłożenia rozgrzanego groa sacji luowniczej do nóżki diody D1 do momenu zmiany naężenia świała emiowanego przez diodę LED. chłodzenie - czas porzebny do powrou naężenia świała emiowanego przez diodę LED przed rozgrzaniem nóżki diody D1. napięcie przy kórym swierdzono maksymalną zmianę naężenia świała emiowanego przez diodę LED po rozgrzaniu nóżki diody D1. Srona 2 z 7

3 emperaury powrone maksymalne napięcie jakie powróciło po zaprzesaniu ogrzewania nóżki diody D1. Rysunek 1 kład pomiarowy Srona 3 z 7

4 emperaury 0,8 (T) 0,7 24,8 0, ,5 [V] 0,4 0,3 0,2 0, T[oC] Rysunek 2 Wykres zależności napięcia od emperaury T. Srona 4 z 7

5 emperaury [T] [s] (grzanie)[t] (chłodzenie)[t] , T[oC] Rysunek 3 Zależność czasu grzanie i chłodzenie od emperaury T. Analiza błędów meodą NKP (pomijając czynnik ludzki) Δ=0.001V Δ=0.1s 8 i i 1 śr 0, 595V 8 max min 0,595V 0,001V 0,595V 0,001V 0,596V 0,594V 0,596 0,594 0,595V 2 0,596 0,594 0,001V 2 0,001 N p 100% 0,17% 0,595 Srona 5 z 7

6 emperaury srgrzanie srchlodzenie N pgrzanie N pchlodzenie 4,5s 213s 2,2% 0,05% grzanie max grzanie min 4,6s 4,4s chlodzeniemax chlodzeniemin 213,1 s 212,9s grzanie grzanie 4,5s 0,1s chlodzenie chlodzenie 213s 0,1s 6. Wnioski Ze względu na warunki echniczne (powró napięcia maksymalnie do 0.709V) i jakościowe (maksymalne naężenie już przy 0.700V) chłodzenie mierzono do momenu uzyskania napięcia na emier-baza 0.709V (lub 0.708V dla dwóch osanich pomiarów). Pomiary przy ogrzewaniu wykonywano z ych samych powodów przy napięciu emierbaza 0.709V (począek nasępnego pomiaru). Przez maksymalną zmianę naężenia świała emiowanego przez diodę LED rozumie się maksymalną możliwą do zaobserwowania zmianę w świeceniu diody LED (w skrajnym przypadku jej zgaśnięcie). Z wyników zamieszczonych w abeli 1 widać, że im wyższa była emperaura ogrzewania ym mniej czasu oraz mniejszego spadku napięciu rzeba było uzyskać aby zauważyć maksymalną zmianę w świeceniu diody LED. Dla pierwszych rzech pomiarów dioda jeszcze świeciła dla pozosałych pomiarów zaobserwowano całkowie wygaszenie diody LED spowodowane zablokowaniem ranzysora (napięcia baza-emier mniejsze niż 0.6V). Ponieważ nie wiadomo było czy dioda przy danej emperaurze lub po jakim czasie maksymalnie zmieni naężenie emiowanego przez siebie świała oraz ze względu na czynnik ludzki: Czas reakcji włączanie/wyłączanie sopera, błąd przy pomiarze czasu; odczy wskazań wolomierza, kóre ulegały ciągłym zmianom błąd przy pomiarze napięcia (±0,1V) Obsługa rzech urządzeń przez jedną osobę włączanie urządzeń po kolei a nie w ym samym czasie (soper, przyłożenie groa do nóżki diody D1) oraz konrola emperaury i odczy wskazań wolomierza dodakowo miały niekorzysny wpływ na wynik pomiarów Srona 6 z 7

7 emperaury orzymane wyniki pomiarów napięć i czasów mogą być nie dokładne i mało różniące się (szczególnie przy wyższych emperaurach). Duże zmiany w świeceniu diody LED i nie wiele różniące się od zmian dla kórych odczyano warości wskazań urządzeń pomiarowych różniły się od ych wskazań o ok. 0.09V i ok. 3s. Z orzymanych wyników można jednoznacznie swierdzić, iż czym wyższa była emperaura ogrzewania ym więcej czasu rzeba było na o aby dioda wróciła do swojego pierwonego sanu (naężenie świecenia i napięcie) i ym rudniejszy był powró do poprzedniego napięcia. Na począku napięcie baza-emier powracało do 0.710V (160 C i 200 C), poem do 0.709V (250 C C) a na samym końcu ylko do 0.708V (400 C i 450 C). Pomijając czynnik ludzki niepewności pomiarowe wyniosłyby mniej niż 18% czyli wyniki byłyby akcepowalne i prawidłowe. Z orzymanych wyników można swierdzić iż przedsawiony układ może być użyy do organolepycznej konroli emperaury 200 C C lub jako zabezpieczenie przed przegrzaniem się urządzenia przerywacz w obwodzie. kład mógłby być eż używany dla emperaur wyższych gdyby dodakowo był możliwy odczy czasu ogrzewania po jakim nasąpiło zgaszenie diody LED lub przerwanie obwodu. Srona 7 z 7