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[자연과학] 열전대 실험

등록일 : 2012-03-13
갱신일 : 2012-03-13


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[자연과학] 열전대 실험
1. 실험 목적

열공학에서 가장 기본적 성질인 온도를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있으나 비교적 넓은 온도 범위에 걸쳐서 간단하게 측정할 수 있는 열전대(Thermocouple)가 현재 널리 사용되고 있다.
본 실험의 목적은 이러한 열전대의 결선법 및 사용법을 익히며, 온도와 기전력과의 관계를 파악 하는 데 있다.

2.실험방법 및 과정

1) 열전대를 이용하여 A와 B를 가진 회로를 구성한다.
2) 스탠드에 수은온도계와 열전대 A를 고정시킨다.
3) 하온조 내의 용기에 물을 담고 스탠드를 위치시킨다..
4) 아이스 박스에 0℃의 얼음을 담고, 열전대 B를 고정시켜 기준접점을 만든다.
5) 열전대회로를 PC에 연결된 A/D 변환기에 설치한다.
6) 항온조에 전원을 공급하여, 온도조절기를 이용하여 온도를 변화시킨다.
7) 수은온도계가 10℃일 때부터 5℃ 간격으로 열전대의 온도와 기전력을 기록한다。

3.실험결과 및 정리

1) 온도와 기전력이 선형적 관계를 갖는다고 가정하고 최소자승법을 이용하여 이 관계식을 구해보자.

-최소 자승법-
최소자승법에 의하면 함수 관계를 나타내는 최선의 곡선은 선과 측정치와의 편차의 합이 최소가 되는 선이다. 즉, 한 이변수 함수를 극소화하는 중요한 응용으로 n개의 실험관측점의 집합에 가장 적합한 y=ax+b를 구하는 것이다.
⇒ 을 최소가 되도록 하는 a와 b의 값을 결정하는 방법
이와 같이 결정된 a와 b를 회귀계수의 최소 자승법(least square estimator, LSE)이라 한다. 최소 자승추정량은 Q를 a와 b에 대하여 편미분하여 얻을 수 있으며, 이들로부터 구해지는 직선을 추정된 회귀직선이라 한다. 그 결과는 다음과 같다.

-최소 자승 추정량과 추정된 회귀 직선-






( 온도, 기전력, 모든 온도의 합, …(생략)

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