CN207676532U - 一种物理实验用温度测量记录系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的实施例公开一种物理实验用温度测量记录系统，涉及教学实验用仪器，能够够提高实验中温度测量结果的精确度。包括：主控模块与温度检测模块，所述主控模块采用AT89S52单片机作为主控芯片，所述温度检测模块包括温度传感器，用于将测量的实时温度转换为数字信号存储；所述主控模块用于读取所述温度检测模块的实时温度数据存储和/或显示；所述主控模块还用于根据键盘输入的命令完成各种温度检测的功能。本实用新型适用于物理实验教学中。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学实验用仪器，尤其涉及一种用于物理实验用温度测量系统。
背景技术
目前，普通物理实验中的温度测量绝大多数采用水银温度计或热电偶温度计，但水银温度计的示值常滞后于实际温度，而且人为读数误差大，都会影响测量结果的精确度；热电偶温度计由于温度与电势差的关系为非线性导致测量温度精确度低。
总之，这两种温度计在测温时，均存在测量温度精确度低的问题。
发明内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种物理实验用温度测量记录系统，能够提高实验中温度测量结果的精确度。
本实用新型实施例一种物理实验用温度测量记录系统，包括：包括：主控模块与温度检测模块，所述主控模块采用AT89S52单片机作为主控芯片，所述温度检测模块包括温度传感器，用于将测量的实时温度转换为数字信号存储；所述主控模块用于读取所述温度检测模块的实时温度数据存储和/或显示；所述主控模块还用于根据键盘输入的命令完成各种温度检测的功能。
可选地，所述温度检测模块包括：至少一个温度传感器TS-18B20。
可选地，所述测量记录系统还包括存储模块，所述存储模块采用AT24C02 作为存储芯片，所述主控模块将读取的温度值处理后的数据以文本或图形格式存入所述存储芯片中，并随时可调出、查看或使用所述数据。
可选地，所述测量记录系统还包括：显示模块，所述显示模块包括显示界面及人机交互菜单、所述人机交互菜单设置在所述显示界面上，所述显示界面用以显示温度测量结果，所述显示模块采用12864液晶显示屏输出显示信息，所述显示模块内置简体中文字库，能显示汉字及图形。
可选地，所述人机交互菜单包括：功能菜单、温度存储菜单、显示菜单及自动绘图菜单；
所述功能菜单包括：单点测温、两点测温、多点测温、温度监测及温差计算模式，所述各个模式均可设置测量间隔及测量次数，所述温度存储菜单用以实现存储实时测量的温度值，还可用以设置存储间隔及次数，所述显示菜单用以将所述温度值显示到所述显示界面中，所述自动绘图菜单用以将所述显示的温度值自动绘制成温度曲线图。
可选地，所述测量记录系统还包括键盘，所述键盘包括功能设置键、选项上调、选项下调、确认及退出功能键，用以在不同温度检测方式之间进行切换操作；
所述测量记录系统包括电池模块，所述电池模块包括锂电池或干电池，用以给所述各个模块供电；
所述测量记录系统还包括提醒模块，所述提醒模块有源蜂鸣器，所述有源蜂鸣器与所述主控芯片连接，当所述测量记录系统完成某一测量任务时，所述提醒模块会发出声音，以提示任务执行完毕；或在所述测量记录系统测量出现故障时，用以报警；或者在测量的温度值超过设定的温度值时发出声音；所述主控芯片能向所述蜂鸣器发出不同的方波信号，使所述蜂鸣器发出不同的声音
本实用新型实施例一种物理实验用测量记录系统，包括主控制模块及温度检测模块，通过采用温度传感器作为温度检测模块核心，对环境温度实时测量，并将所述测量数据实时上传给所述主控制模块，由于温度传感器将环境温度转换为主控制模块可读取的数字信号的速率极短，且温度传感器的温度分辨率可达到0.01摄氏度，能有效提高物理实验中测量温度结果的精确性。
进一步，由于所述主控模块可读取所述温度检测模块的实时温度数据并进行处理，然后存储和/或显示，能实时记录所处环境温度，这样，可减轻实验人员繁琐的实验结果记录工作量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型的实施例物理实验用温度测量记录系统结构方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参看图1所示，本实用新型实施例中物理实验用温度测量记录系统，能应用于物理教学中涉及温度测量的教学内容实验中；包括：主控模块与温度检测模块，所述主控模块采用AT89S52单片机作为主控芯片，所述温度检测模块包括温度传感器，用于将测量的实时温度转换为数字信号存储；所述主控模块用于读取所述温度检测模块的实时温度数据存储和/或显示；所述主控模块还用于根据键盘输入的命令完成各种温度检测的功能。
本实用新型实施例一种物理实验用测量记录系统，包括主控制模块及温度检测模块，通过采用温度传感器作为温度检测模块核心，对环境温度实时测量，并将所述测量数据实时上传给所述主控制模块，由于温度传感器将环境温度转换为主控制模块可读取的数字信号的速率极短，且温度传感器的温度分辨率可达到0.01摄氏度，能有效提高物理实验中测量温度结果的精确性。
进一步，由于所述主控模块可读取所述温度检测模块的实时温度数据并进行处理，然后存储和/或显示，能实时记录所处环境温度，这样，可减轻实验人员繁琐的实验结果记录工作量。
本实施例中，优选地，所述温度检测模块包括：至少一个温度传感器 TS-18B20。将该型号温度传感器作为温度检测核心，可以及时的将其所处环境温度转换为数字信号存储在其自带的寄存器中，其温度转换速率可达0.2s，同时其温度的分辨率可达到0.01℃，相比于普通的水银或酒精温度计测量温度精确度高，所述测量温度精确度高指的是，能测量温度的范围，比如可以精确到小数点后两位，由于采用所述温度传感器作为温度检测装置，能完全满足普通物理实验中对温度检测的需求；该实施例中，可根据实际实验目的设置多个温度传感器，比如在定点测温、两点同时测温实验中，可以在被测物体上连接相应数量的温度传感器，以适应不同的测量要求。所述温度传感器在使用时用热胶和热缩管进行包装处理，这样就可以在液体中进行正常测温。
本实施例中，优选地，所述测量记录系统还包括存储模块，所述存储模块采用AT24C02作为存储芯片，所述主控模块将读取的温度值处理后的数据以文本或图形格式存入所述存储芯片中，并随时可调出、查看或使用所述数据。本实施例通过采用该存储芯片，当系统再次开启后，仍可通过调用AT24C02中的数据，进行显示，能实现温度测量数据的存储和掉电保护功能。
本实施例中，优选地，所述测量记录系统还包括：显示模块，所述显示模块包括显示界面及人机交互菜单、所述人机交互菜单设置在所述显示界面上，所述显示界面用以显示温度测量结果，所述显示模块采用12864液晶显示屏输出显示信息，所述显示模块内置简体中文字库，能显示汉字及图形。优选地，所述人机交互菜单包括：功能菜单、温度存储菜单、显示菜单及自动绘图菜单；所述功能菜单包括：单点测温、两点测温、多点测温、温度监测及温差计算模式，所述各个模式均可设置测量间隔及测量次数，所述温度存储菜单用以实现存储实时测量的温度值，还可用以设置存储间隔及次数，所述显示菜单用以将所述温度值显示到所述显示界面中，所述自动绘图菜单用以将所述显示的温度值自动绘制成温度曲线图。示例性的，在实验中，可以预先设置好数据自动存储的间隔及存储次数，设置好后，启动所述测量记录系统，开始测量温度，所述测量系统会按照设定的要求记录并存储测量数据，当达到预定存储次数时，所述测量记录系统会自动停止测温，通过显示模块即可看到测量记录，还可以通过所述绘图功能，自动绘制温度-时间变化曲线图，这样就能够使实验者很直观地看到温度随时间的变化。通过该系统，实验者在实验过程中，无需长时间守候在实验现场，可以去做其他的事情，等测量结束后，过来直接调取测量数据即可知道实验结果，有效减少了实验者繁重的测量记录工作量。
本实施例中，优选地，所述测量记录系统还包括键盘，所述键盘包括功能设置键、选项上调、选项下调、确认及退出功能键，用以在不同温度检测方式之间进行切换操作；所述测量记录系统包括电池模块，所述电池模块包括锂电池或干电池，用以给所述各个模块供电；所述测量记录系统还包括提醒模块，所述提醒模块有源蜂鸣器，所述有源蜂鸣器与所述主控芯片连接，当所述测量记录系统完成某一测量任务时，所述提醒模块会发出声音，以提示任务执行完毕；或在所述测量记录系统测量出现故障时，用以报警；或者在测量的温度值超过设定的温度值时发出声音；所述主控芯片能向所述蜂鸣器发出不同的方波信号，使所述蜂鸣器发出不同的声音。
为了进一步说明本实用新型的有益效果，申请在作出该发明创造之后，用本实用新型实施例一种物理实验用测量记录系统与传统的温度计作了一组测量温度效果对比试验，具体试验为：采用混合法测固体比热容的实验，公知铜的比热容为0.37*10∧3J/(kg·℃))，通过测温来换算铜的比热容值，比较哪个测出的温度换算后的结果更接近上述值。
通过传统温度计测温后，每次测量记录温度数据如下表：
通过作图得出理想中热量传递的无限快的水的初温和终温约为53℃和 49.70℃，根据现有温度换算公式，得出的铜的比热容为：0.42*10∧3J/(kg·℃)
使用本实用新型的温度测量记录系统，每次测量记录温度数据如下表：
通过作图得出理想中热量传递的无限快的水的初温和终温约为53.4℃和 50.3℃，通过现有的换算公式，得出的铜的比热容为：0.39*10∧3J/(kg·℃)
通过以上对比分析可知，本实用新型测量温度精确度更高，而且能够在无人在实验现场的情况下自行记录温度，能够比较容易的实现温度的定点定次测量，实验者做的只是在实验完成后，直接进行实验数据处理即可，能够避免人为因素误读或温度计测温精度不够造成实验结果的误差过大的问题。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种物理实验用温度测量记录系统，其特征在于，包括：主控模块与温度检测模块，所述主控模块采用AT89S52单片机作为主控芯片，所述温度检测模块包括温度传感器，用于将测量的实时温度转换为数字信号存储；所述主控模块用于读取所述温度检测模块的实时温度数据存储和/或显示；所述主控模块还用于根据键盘输入的命令完成各种温度检测的功能。
2.根据权利要求1所述的测量记录系统，其特征在于，所述温度检测模块包括：至少一个温度传感器TS-18B20。
3.根据权利要求1或2所述的测量记录系统，其特征在于，所述测量记录系统还包括存储模块，所述存储模块采用AT24C02作为存储芯片，所述主控模块将读取的温度值处理后的数据以文本或图形格式存入所述存储芯片中，并随时可调出、查看或使用所述数据。
4.根据权利要求1或2所述的测量记录系统，其特征在于，所述测量记录系统还包括：显示模块，所述显示模块包括显示界面及人机交互菜单、所述人机交互菜单设置在所述显示界面上，所述显示界面用以显示温度测量结果，所述显示模块采用12864液晶显示屏输出显示信息，所述显示模块内置简体中文字库，能显示汉字及图形。
5.根据权利要求4所述的测量记录系统，其特征在于，所述人机交互菜单包括：功能菜单、温度存储菜单、显示菜单及自动绘图菜单；
所述功能菜单包括：单点测温、两点测温、多点测温、温度监测及温差计算模式，所述各个模式均可设置测量间隔及测量次数，所述温度存储菜单用以实现存储实时测量的温度值，还可用以设置存储间隔及次数，所述显示菜单用以将所述温度值显示到所述显示界面中，所述自动绘图菜单用以将所述显示的温度值自动绘制成温度曲线图。
6.根据权利要求4所述的测量记录系统，其特征在于所述测量记录系统还包括键盘，所述键盘包括功能设置键、选项上调、选项下调、确认及退出功能键，用以在不同温度检测方式之间进行切换操作；
所述测量记录系统包括电池模块，所述电池模块包括锂电池或干电池，用以给所述各个模块供电；
所述测量记录系统还包括提醒模块，所述提醒模块有源蜂鸣器，所述有源蜂鸣器与所述主控芯片连接，当所述测量记录系统完成某一测量任务时，所述提醒模块会发出声音，以提示任务执行完毕；或在所述测量记录系统测量出现故障时，用以报警；或者在测量的温度值超过设定的温度值时发出声音；所述主控芯片能向所述蜂鸣器发出不同的方波信号，使所述蜂鸣器发出不同的声音。
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Cited By (2)
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| CN111550955A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-18 | 合肥芯碁微电子装备股份有限公司 | 温度监控系统 |
| CN114146449A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-08 | 长春青杏生物科技有限公司 | 一种人参饮品生产用原料自动化提取装置 |
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