Kocke klub - www.kocke.si
    Klub za kreativno igro - LEGO skupnost Slovenije

Danes je 25 Jan 2020, 06:53


Vsi časi so UTC + 1 ura [ DST ]




Napiši novo temo Odgovori na temo  [ 6 prispevkov ] 
Avtor Sporočilo
OdgovorObjavljeno: 06 Okt 2012, 13:01 
Odsoten
System
System
Uporabniški avatar

Pridružen: 06 Sep 2009, 22:13
Prispevkov: 393
Danes se naš medved ne počuti najbolje. Menda je staknil neko obliko Medvedoritisa.

Zato je prosil ženo MedVedko, da mu prinese termometer. Ker je bil zelo nestrpen se je spomnil, da ima v svojem LEGO brlogu NXT merilnik temperature. Hitro je prižgal čarobni mlinček (računalnik) in NXT kocko in nastavil LEGO NXT merilnik temperature, ter si s to opremo izmeril temperaturo. Ugotovil je sledeče:

1.) Najprej merjenje medvedje temperature. Eksperiment je trajal 10 minut. Odčitavanje temperature je potekalo vsaki dve sekundi. Čarobni mlinček je s pomočjo NXT kocke vse izrisal na zaslon. Tukaj pa je nekaj zanimivih rezultatov.
1.a) Temperatura se v prve pol minute zelo hitro dvigne na 33-34 stopinj.
1.b.) Nato se naslednjih štiri minute in pol (skupaj pet minut) počasi a vztrajno dvigne in doseže skoraj medvedovo telesno temperaturo.
1.c.) V dodatnih 5 minutah skupaj 10 minut pa se merjena temperatura približa pravi telesni temperaturi medveda.
1.d.) Za pravilnost te meritve sem uporabil klasični živo srebrni termometer. Razlike v meritvi ni (dober znak za NXT kocko)!

SLIKA 1: Merjenje medvedje temperature.
Slika

2.) Nato pa obraten proces - hlajenje. Eksperiment pod istimi pogoji, le da je merilnik temperature prosto visel v zraku.
2.a.) Opazi se, da je proces hlajenja precej počasnejši kot segrevanja.
SLIKA 2: Prvih deset minut hlajenja.
Slika

2.b.) Tudi v desetih minutah merilnik temperature ne izmeri sobne temperature, zato podaljšam eksperiment za dodatnih 10 minut.
SLIKA 3: Drugih deset minut hlajenja.
Slika

2.c) Po približno 18 minutah in pol medved odpre vrata svojega brloga po 22 minutah pa še okno brloga. Celotna meritev traja 3 * 10 minut (zato trije grafi) = 30 minut.
SLIKA 4: Tretjih deset minut hlajenja.
Slika

SLIKA 5: Trideset deset minut hlajenja na enem grafu.
Slika

3.) UGOTOVITVE.

3.a.) K poizkusi iz prve točke. Očitno je, da je bil temperaturni prehod v tem poizkusu relativno dober (kovina - medved). Zato je velika toplotna prevodnost pomagala pri zelo hitrem dvigu temperature na vrednost iz točke 1.a). Nato pa se je moral segreti celoten senzor, na temperaturo okolice (temperaturo medveda), da je lahko izmeril pravo temperaturo. Iz grafov se vidi, da je potrebno okoli 5 minut, da dobimo še kar točno in slabih 10 minut da dobimo točno telesno temperaturo.

3.b.) K poizkusu iz druge točke. Kot se iz grafov vidi, je hlajenje potekalo mnogo bolj počasi kot segrevanje. Razlog je v manjši toplotni prevodnosti zraka na na spoju (kovina - zrak), kar je povzročilo, da je temperaturni senzor porabil bistveno več časa, da se je shladil na sobno temperaturo. V tem poizkusu celo 18,5 minut. Po dodatnem odiranju vrat in oken brloga pa se je na najnižjo temperaturo ohladil po 30 minutah. Naj pripomnim, da je bil senzor cel potek meritve postavljen na isto mesto brez premikanja.

SLIKA 4: Celoten poizkus na enem grafu.
Slika

4.) ZAKLJUČEK.
Kadar imajo mali/veliki medvedi Medvedoritis morate meriti temperaturo najmanj pet minut, da vam bo pokazalo pravo vrednost temperature vaših medvedjih teles.

Zrak je relativno dober izolator, zato ga medvedje s pridom uporabljamo kot toplotni izolator v svojih kožuhih. Tudi ljudje to s pridom izkoriščajo s svojimi oblekami.

5.) KAJ RABITE?
- 1 * medvedoritis (blažja oblika bo dovolj) (opcijsko ni obvezno!),
- 1 * medvedji brlog,
- 1 * čarobni mlinček na katerega namestite ->
- 1 * NXT EDU 2.1,
- 1 * LEGO temperaturni senzor,
- 1 * ura časa (ali več, če se vam zljubi).

Pozdrav
MedVedek

P.S.: Vse skupaj je čisto zaresen eksperiment z medvedjo vsebino. :? :D :nicjasno:

_________________
 


Zadnjič spremenil MedVedek, dne 06 Okt 2012, 23:40, skupaj popravljeno 2 krat.

Deli na Facebook-u Deli na Twitter-ju
Na vrh
 Profil  
 
 Naslov prispevka:
OdgovorObjavljeno: 06 Okt 2012, 14:31 
Odsoten
Mindstorms
Mindstorms

Pridružen: 28 Mar 2008, 16:31
Prispevkov: 5370
Kraj: Ljubljana
Ehmm... glede na to, da vem kakšne oblike je NXT merilnik temperature, me zanima, kam si si ga vtaknil, ko si meril temperaturo. :?

Hehe. Mal te morm. :D
Fajn zadeva in lepo ponazorjeno z grafi.
Me pa veseli, da ne prebilo 37 stopinj. ;)
LPG


Na vrh
 Profil  
 
 Naslov prispevka:
OdgovorObjavljeno: 06 Okt 2012, 17:45 
Odsoten
System
System
Uporabniški avatar

Pridružen: 06 Sep 2009, 22:13
Prispevkov: 393
@legofrik:

ad.1.) Pri medvedoritisu je prostor za merjenje temperature natančno določen! To je pod levo pazduho, kamor sem spravil tri termometre (ja tretjega nisem omenil), da sem preveril koliko kaj "kiksajo". Tretji je bil tisti hitri mali baterijski termometer v obliki medveda (ja kaj pa drugega!). Meri pa zelo netočno!. Zato odsvetujem njegovo uporabo. Vedno pokaže manj, kot je dejanska temperatura in sicer nekje od 0,60 do 1,00 do stopinje Celzija (sem že mislil napisati "stopinj medveda").

Slika

ad.2.) Grafi so čist originalni od NXT EDU programa. Imaš nekaj zanimivih orodij, ki pa se jih tukaj ne vidi.

ad.3.) Popoldne pa je prebilo magično mejo ...

Pa en medvedji pozdrav !

_________________
 


Zadnjič spremenil MedVedek, dne 06 Okt 2012, 23:37, skupaj popravljeno 1 krat.

Na vrh
 Profil  
 
 Naslov prispevka:
OdgovorObjavljeno: 06 Okt 2012, 23:09 
Odsoten
Technic
Technic

Pridružen: 10 Apr 2009, 00:19
Prispevkov: 561
Kraj: Ljubljana
Odličen prikaz vpliva toplotnih lastnosti merilnika in merjenega medija na odziv merilnika. Enostaven eksperiment, ki zelo edukativno prikaže lastnosti dinamskih sistemov v povezavi s pretakanjem toplotne energije. Moral bi še priložiti (fitati) eksponentno funkcijo (za dokaz, da je opisani sistem 1. reda, torej brez vztrajnostnih komponent), katere faktor v eksponentu izraža časovno konstanto sistema, ki je seveda odvisna tudi od toplotne prestopnosti na meji obeh snovi (medved-senzor, zrak-senzor). V bistvu je faktor, ki vpliva na dogajanje, toplotna difuzivnost, ampak pustimo detajle.

Ker sem svoj čas veliko delal na meritvah temperature, lahko povem, da je edini res točen merilnik živosrebrni, vse ostalo je bolj ali manj slabše (manj točno!). Meriti temperaturo s točnostjo 0,1 deg C je precej velik podvig, ki ga najbrž tudi NXT senzorček ne premore. Graf je sicer risan s to ločljivostjo, ker najbrž senzor sporoča temperaturo s to ločljivostjo, niso pa to točne temperature! Kot že rečeno, če želiš izmeriti "medvedjo" temperaturo na 0,1 deg C točno, brez živosrebrnega termometra ne bo šlo.

Bi pa bilo zanimivo preveriti odziv senzorja ob prestavljanju med dvema kozarcema vode, ko je toplotna prehodnost zares enaka (pri obeh meritvah zares enaki pogoji). Tedaj bi morala biti časovna konstanta (strmina krivulje oziroma čas, ko se odčitek umiri) v obeh primerih enaka. Vedno pa je potrebno celoten kovinski del senzorja potopiti v vodo.

Pri opisu ugotovitev pod 3a bi imel pripombi:
- nikoli ne boš izmeril popolnoma točne temperature (eksponentni odziv); na splošno velja, da se je senzor "umiril", ko preteče tri kratnik časovne konstante (razlika med izmerjeno in pravo temperaturo je manjša od 99,9% prave)
- omenjaš "točno" in "natančno". V obeh primerih si govoril o točnosti, z natančnostjo opisujemo nekaj drugega.


Na vrh
 Profil  
 
 Naslov prispevka:
OdgovorObjavljeno: 07 Okt 2012, 00:03 
Odsoten
System
System
Uporabniški avatar

Pridružen: 06 Sep 2009, 22:13
Prispevkov: 393
Medvedji opis je bil namenjen manj zahtevnim uporabnikom. Tudi sam sem se ukvarjal z vprašanji točnega in natančnega merjenja temperature. In lahko potrdim "je težka naloga". Vpliva toliko dejavnikov, da si človek še misliti ne more. Pa še vse skupaj je "premakljiva tarča", ker se temperatura ves čas spreminja.

Kot rečeno NXT senzor, bolje rečeno merilni čip, premore natančnost (koliko decimalnih mest smo sposobni izmeriti) 0,1 sopinj Celzija. Točnost (koliko izmerjena temperatura odstopa od dejanske) pa je v tem merilnem območju +- 0,5 stopinje Celzija. To je SUPER za senzor tega cenovnega ranga. Več o točnosti in natančnosti, ki ju radi zamenjujemo pa je tukaj: http://sl.wikipedia.org/wiki/To%C4%8Dno ... %C4%8Dnost

Sem resnično mislil izračunati časovno konstanto za vsak preizkus, a se mi je zdelo preveč za naše občestvo. Mogoče ga podcenjujem. V šoli smo vedno operirali s pet kratnikom časovne konstante, saj je tam odstopanje zanemarljivo glede na ostale vplive.

Če bo jutri še prisoten medvedoritis, pa še matematično obdelam oba dva poizkusa...

MedVedek

_________________
 


Na vrh
 Profil  
 
 Naslov prispevka:
OdgovorObjavljeno: 08 Okt 2012, 08:30 
Odsoten
Moderator
Uporabniški avatar

Pridružen: 16 Maj 2008, 09:27
Prispevkov: 3609
Kraj: Ljubljana
@medvedek

Abnormal ni običajen uporabnik, to pove že njegov nick.
Zame je tvoj prispevek več kot dovolj, da verjamem rezultatom NXT senzorju in odličen, da spoznam njegove omejitve oz. izvem iz kje izhajajo.

Hvala obema!

_________________
Slika


Na vrh
 Profil  
 
Prikaži prispevke prejšnjih:  Razvrsti po  
Napiši novo temo Odgovori na temo  [ 6 prispevkov ] 

Vsi časi so UTC + 1 ura [ DST ]


Kdo je na strani

Po forumu brska: 0 registriranih uporabnikov in 3 gostov


Ne morete pisati prispevkov v temi
Ne morete odgovarjati na teme v forumu
Ne morete urejati prispevkov v temi
Ne morete brisati vaših prispevkov forumu

Išči za:
Pojdi na:  
cron
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group