儀器設備與實驗流程

一、實驗儀器

除了木質實驗箱，本研究使用的實驗儀器或裝置包括 T-type 熱耦線、熱耦線熔接機、

Campbell Scientific CR10X 資料記錄器。

(一) T-type 熱耦線

用於量測材料內部的溫度，其溫度量測範圍為-200℃至 400℃，誤差範圍±0.5℃。

(二) 熱耦線熔接機

用於連接並固定熱耦線端，但頇確保接頭牢固不易分開，以免量測溫度出現錯誤。

(三) Campbell Scientific CR10X 資料記錄器

用於溫度數據的記錄，數據下載時間間隔設定為每十分鐘記錄一次。

(a) T-type 熱耦線 (b) 熱耦線熔接機 (c) Campbell Scientific CR10X

圖 3-3-1 實驗設備圖

二、T-type 熱耦線讀數校正

影響實驗數據正確性之因素，除人為疏失之外，儀器設備本身之系統誤差也是一項 主要因素。雖然本實驗用的 T-type 熱耦線其標稱的溫度測量最大誤差值為±0.5℃，但為 增加實驗數據之準確性，在正式實驗進行之前，已針對所使用的熱耦線完成讀數校正作 業。熱耦線讀數校正作業的步驟說明如下：

1. 將實驗用 T-type 熱耦線依序標號。

2. 將熱耦線與資料記錄器連接。

3. 檢視各線的讀數，確認接點無鬆落現象，如圖 3-3-2 所示。

4. 在室內進行恆溫環境下的熱耦線溫度量測。

雖然由各測點讀取之溫度數據差異並不大，大約是±0.15℃，相對於 T-type 熱耦線 規格之誤差值±0.5℃，並不會造成對數據可信度的的影響，也就是取得之數據可不頇再

修正。但為求實驗數據具有相對較佳的準確性以及能提供比較正確的詮釋，因而對各測 點之讀數進行再次校正作業。

(a) 熱偶線連接資料記錄器 (b) 熱偶線測點排列 圖 3-3-2 T-type 熱耦線測點校正圖

各測點讀數之修正係數取得說明如后。

步驟一：由各測點之原始數據中取得基準值（A）

例如在圖 3-3-3 中，基準值設定為 23.12 (溫度值出現頻率高者)。

步驟二：求出各點之修正係數（B）

將(A)與各測點之數據相除，即可求得修正係數(B)。

由於本研究的溫度範圍是在 10~50℃之間，採用數值相對比例修正方式與 調整溫差絕對值修正方式的結果並不會造成明顯的數據被放大問題。為簡 化修正作業，因而採用相對比例修正方式。

步驟三：檢視各點修正後之數據（C）

將各測點之原始數據(A)與(B)相乘，即可獲得修正後數據(C)。此時，各點 之修正後數據都必頇是 23.12。

經上述校正步驟後，取得之各測點的修正係數，做為對日後實驗數據修正之依據。

圖 3-3-3 第一階段實驗之讀數校正

25.00

三、實驗流程

實驗流程分為三部分：實驗設計、冬季實驗及夏季實驗。

圖 3-3-5 實驗流程

實驗設計

第二階段 第一階段

實驗箱規畫

設備與數據修正 覆蓋材料鋪設

裸露表土 溫度量測點設置

冬季實驗

實驗數據分析

取得校正係數 實驗儀器校正

鋪陶粒組 鋪碎木片組 鋪彩繪石組

裸露表土 夏季實驗

鋪陶粒組 鋪碎木片組 鋪白雲石組

15 公分 30 公分 15 公分 30 公分 15 公分 30 公分 YES

NO