SCHWARTZ 2012 Emlékverseny

Hasonló dokumentumok
2. Laboratóriumi gyakorlat A TERMISZTOR. 1. A gyakorlat célja. 2. Elméleti bevezető

8. Laboratóriumi gyakorlat INKREMENTÁLIS ADÓ

Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata

Szupravezető alapjelenségek

Kiegészítő tudnivalók a fizikai mérésekhez

3. Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

5. Fajhő mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

5. Laboratóriumi gyakorlat

Egyszerű kísérletek próbapanelen

FIZIKA KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

1. Gauss-eloszlás, természetes szórás

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

5. Laboratóriumi gyakorlat. A p-n ÁTMENET HŐMÉRSÉKLETFÜGGÉSE

Hőmérsékleti sugárzás

ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

Hőtan I. főtétele tesztek

Radioaktív anyag felezési idejének mérése

Fázisátalakulások vizsgálata

Áramköri elemek mérése ipari módszerekkel

EGYENÁRAMÚ TÁPEGYSÉGEK

Az Ohm törvény. Ellenállás karakterisztikája. A feszültség és az áramerősség egymással egyenesen arányos, tehát hányadosuk állandó.

Fajhő mérése. (Mérési jegyzőkönyv) Hagymási Imre február 26. (hétfő délelőtti csoport)

Zener dióda karakterisztikáinak hőmérsékletfüggése

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

3. Laboratóriumi gyakorlat A HŐELLENÁLLÁS

MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV. A mérés megnevezése: Potenciométerek, huzalellenállások és ellenállás-hőmérők felépítésének és működésének gyakorlati vizsgálata

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

1. Az egyenes vonalú egyenletes mozgás kísérleti vizsgálata és jellemzői. 2. A gyorsulás

NYOMÁS ÉS NYOMÁSKÜLÖNBSÉG MÉRÉS. Mérési feladatok

Ellenállásmérés Ohm törvénye alapján

Mérési hibák

Feladatlap X. osztály

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia május 6.

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba 7. mérés RC tag Bartha András, Dobránszky Márk

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Elektronikus fekete doboz vizsgálata

A felmérési egység kódja:

FIZIKA KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

1. konferencia: Egyenáramú hálózatok számítása

A kísérlet, mérés megnevezése célkitűzései: Váltakozó áramú körök vizsgálata, induktív ellenállás mérése, induktivitás értelmezése.

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

(2006. október) Megoldás:

Fizika minta feladatsor

A 2017/2018. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ. Pohár rezonanciája

Jegyzőkönyv. hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálatáról (3)

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

10.1. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Tranziens jelenségek rövid összefoglalás

Fourier-sorfejtés vizsgálata Négyszögjel sorfejtése, átviteli vizsgálata

Feszültségérzékelők a méréstechnikában

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Négyszög - Háromszög Oszcillátor Mérése Mérési Útmutató

Laborgyakorlat intrinszik félvezetővel

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

A Föld középpontja felé szabadon eső test sebessége növekszik, azaz, a

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

4. Laboratóriumi gyakorlat A HŐELEM

19. A fényelektromos jelenségek vizsgálata

A SZÉL ENERGIÁJÁNAK HASZNOSÍTÁSA Háztartási Méretű Kiserőművek (HMKE)

KÖZEG. dv dt. q v. dm q m. = dt GÁZOK, GŐZÖK ÉS FOLYADÉKOK ÁRAMLÓ MENNYISÉGÉNEK MÉRÉSE MÉRNI LEHET:

1. ábra A Wien-hidas mérőpanel kapcsolási rajza

Félvezetk vizsgálata

Mikrokontrollerek és alkalmazásaik Beadandó feladat

7. Laboratóriumi gyakorlat KIS ELMOZDULÁSOK MÉRÉSE KAPACITÍV ÉS INDUKTÍV MÓDSZERREL

Modern Fizika Labor Fizika BSC

A mérés célkitűzései: A matematikai inga lengésidejének kísérleti vizsgálata, a nehézségi gyorsulás meghatározása.

A KALIBRÁLÓ LABORATÓRIUM LEGJOBB MÉRÉSI KÉPESSÉGE

HÁZI DOLGOZAT. Érmefeldobások eredményei és statisztikája. ELTE-TTK Kémia BSc Tantárgy: Kémia felzárkóztató (A kémia alapjai)

FIZIKA II. Egyenáram. Dr. Seres István

1. Egy lineáris hálózatot mikor nevezhetünk rezisztív hálózatnak és mikor dinamikus hálózatnak?

11. modul: LINEÁRIS FÜGGVÉNYEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Fizika középszintű érettségi szimuláció A bomlástörvény

Digitális mérések PTE Fizikai Intézet

Minden mérésre vonatkozó minimumkérdések

Mérés 3 - Ellenörzö mérés - 5. Alakítsunk A-t meg D-t oda-vissza (A/D, D/A átlakító)

Jelek és rendszerek 1. 10/9/2011 Dr. Buchman Attila Informatikai Rendszerek és Hálózatok Tanszék

Elvégzendő mérések, kísérletek: Egyenes vonalú mozgások. A dinamika alaptörvényei. A körmozgás

3 Ellenállás mérés az U és az I összehasonlítása alapján. 3.a mérés: Ellenállás mérése feszültségesések összehasonlítása alapján.

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Passzív és aktív aluláteresztő szűrők

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

TÖBBFOGMÉRET MÉRÉS KISFELADAT

A mérési feladat (1) A fotoellenállás R ellenállása függ a megvilágítás erősségétől (E), amely viszont arányos az izzószál teljesítmény-sűrűségével:

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

5. A súrlódás. Kísérlet: Mérje meg a kiadott test és az asztal között mennyi a csúszási súrlódási együttható!

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

10. mérés. Fényelhajlási jelenségek vizsgála

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Eddigi tanulmányaink alapján már egy sor, a szeizmikában általánosan használt műveletet el tudunk végezni.

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Logaritmikus erősítő tanulmányozása

7. Mágneses szuszceptibilitás mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Átírás:

SCHWARTZ 2012 Emlékverseny A TRIÓDA díjra javasolt feladat ADY Endre Líceum, Nagyvárad, Románia 2012. november 10. Befejezetlen kísérlet egy fecskendővel és egy CNC hőmérővel A kísérleti berendezés. Egy nagyobb fecskendőbe kisméretű termisztort helyezünk. A termisztor egy komplex, számítógép-vezérelt berendezéshez csatlakozik. A rendszer képes másodper- A fecskendő aljában egy miniatűr termisztor van, ez érzékeli a hőmérsékletet cenként akár húsz mérést is végezni, mérési jegyzőkönyvet készíteni és egyúttal grafikonon ábrázolja a hőmérséklet igen gyors változásait is. A készüléket még 1992-ben fejlesztettem ki. A termisztort egy négyszögimpulzusokat kibocsájtó elektronikus áramkörbe helyezzük. Az impulzusok frekvenciája érzékenyen függ a termisztor ellenállásától. Eléggé komplex matematikai számításokkal meghatározható a működést leíró ν=f(r) analitikus függvény, illetve kísérleti úton meghatározhatjuk a Egyszerű hőmérséklet-frekvencia konverter ν=k(r) kalibráló függvényt is. A kísérletileg kapott, hiperbolikusnak tűnő függvény azt sugallja, hogy egyszerűbb alakra jutnánk, ha a frekvencia helyett a jel periódusát ábrázolnánk. Számításokkal igazolható, hogy a mellékelt ábrán látható áramkör által adott jelsorozat periódusa τ=2,52 RC.

A fenti kapcsolás kalibráló és mérőfüggvénye. A termisztor ellenállása exponenciálisan függ a hőmérséklettől: R=R 0 exp(b/t), ahol az R 0 a szobahőmérsékleten mért ellenállás, a B egy anyagállandó, ez jellemzi a termisztor anyagát, a T a K-ben mért környezeti hőmérséklet. A behelyettesítés után megkapjuk mérőfüggvény gyakorlatilag használhatatlan alakját: τ=2,52 CR 0 exp(b/t). A logaritmálás után egy igen egyszerű, kifejezéshez jutunk: ln(τ)=ln(2,52 RC)+B/T, amely 1/T-ben egy egyenest jelent. Az eredmény jól látható a fenti grafikonokon. Létrejött egy elektronikus készülék, amelynek segítségével a hőmérséklettől függő periódusú impulzussorozatot kapunk, ennek periódusából könnyen meghatározható a termisztor hőmérséklete. A számítógép megméri a jel frekvenciáját, kiszámítja a Egy komplexebb készülék, amely már megoldja az előbbi készülék elvi hibáit

periódust és jobboldali grafikonon látható képlet alapján megadja a C-ban mért hőmérsékletet. Az előbb bemutatott készüléknek sok rejtett elvi hibája van, ezért mi egy komplexebb készülékkel mérünk, a kapcsolás elve ugyanaz, csak az áramköri elemeket úgy terveztük meg, hogy a kimeneti impulzusok szimmetrikusak legyenek, és kis ellenállású termisztort is tudjon fogadni. Méréskor megszámláljuk az időegység alatt (ez a kapuidő, általában 1000 ms) beérkezett impulzusokat, ebből kiszámítható a jel frekvenciája, vagy a periódusa. Így működnek a frekvenciamérők, periódusmérők, de ezeknek a hozzáférési ideje nagyon nagy, a gyors változásokat nem képesek kimutatni. A mi berendezésünk esetében a számítógép számlálja az impulzus frontjait, kapuidő igen rövid, így másodpercenként igen sok mérés végezhető. Minél rövidebb a kapuidő, A szeszből kivett, majd visszatett termisztor a párolgás miatt erősen lehűl (két kísérlet) annál kevesebb front fér bele, ezért növekszik a feloldási hiba. Mi 100-150 ms-os kapuidővel dolgozunk, ez még igen jól értékelhető grafikonokat eredményez. A számítógép minden kapuidő letelte után, néhányszáz μs alatt kiszámítja hőmérsékletet, és ábrázolja a grafikonon, emellett mérési jegyzőkönyvet is készít a jelenség későbbi vizsgálatára, de az Excel által elfogadható mérési táblázatot is kaphatunk. Egy forrógomb (Ctrl+S) lenyomásakor a számítógép a képernyőn látható grafikont BMP formátumban kimenti, egy ilyen kép látható a fenti ábrán.

Ha a dugattyúval hirtelen összenyomjuk a fecskendőbe zárt levegőt, az felmelegszik Kísérlet a fecskendőbe zárt termisztorral. A bemutató kísérletekben láttuk, hogy a mérőrendszer rendkívülien érzékeny, a tenyér közelébe helyezett termisztor átmelegszik, és ezt a melegedési görbét regisztrálja a számítógép. Ha a dugattyúval hirtelen összenyomjuk a fecskendőbe zárt levegőt, az a grafikonon látható módon felmelegszik.

Egy további kísérlet adatai. A fenti táblázatban egy másik kísérlet mérési adatai láthatók. Megállt a tudomány! Hogyan folytatjuk tovább? Mi rejlik a kísérleti adatok mögött? Milyen kiegészítő kísérlet segítene az erőlelépésben? Ha az sikerülne, mit lehetne meghatározni? A feladatot dr. BARTOS-ELEKES István, a Nagyváradi ADY Endre Elméleti Líceum fizikatanára készítette. A kísérletet Munkácsi Enikő, a Partiumi KeresztényEgyetem ötödéves hallgatója szerelte össze.