多功能溫度檢測(cè)記錄儀的設(shè)計(jì)

摘要：文中針對(duì)普通物理實(shí)驗(yàn)中溫度測(cè)量的局限性，提出了多功能溫度檢測(cè)記錄儀的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)集成了溫度實(shí)時(shí)顯示、溫度定時(shí)定次測(cè)量、兩路溫度同時(shí)測(cè)量和溫差實(shí)時(shí)計(jì)算與記錄、溫度波動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)繪制“溫度-時(shí)間”變化圖等功能，讀數(shù)方便，反映靈敏，精確度可達(dá)到0．01℃，是比較理想的溫度檢測(cè)系統(tǒng)。其可以長(zhǎng)時(shí)間在無(wú)人監(jiān)控的情況下工作，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在掉電后不丟失。通過(guò)“混合法測(cè)固體比熱”實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可適用于絕大多數(shù)的普通物理實(shí)驗(yàn)中的溫度測(cè)量。
關(guān)鍵詞：溫度傳感器；單片機(jī)；溫度檢測(cè)

0 前言
目前，普通物理實(shí)驗(yàn)中的溫度測(cè)量絕大多數(shù)采用水銀或酒精溫度計(jì)和熱電偶溫度計(jì)，但水銀溫度計(jì)的示值常滯后于實(shí)際溫度且讀數(shù)不方便；熱電偶溫度計(jì)由于溫度與電勢(shì)差的關(guān)系為非線性導(dǎo)致測(cè)量溫度不精確、讀數(shù)繁瑣、測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、功能比較單一。這兩種溫度計(jì)在測(cè)溫時(shí)精度不高，人為讀數(shù)誤差大，特別是面對(duì)定點(diǎn)間隔連續(xù)測(cè)溫、兩點(diǎn)同時(shí)測(cè)溫等場(chǎng)合時(shí)，所得數(shù)據(jù)不僅誤差較大，而且不易操作。
針對(duì)這種情況我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了多功能溫度檢測(cè)記錄儀。其除了可以實(shí)現(xiàn)高精度的溫度實(shí)時(shí)測(cè)量外，還可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)等間隔連續(xù)測(cè)溫、兩點(diǎn)同時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)溫、測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)和簡(jiǎn)單計(jì)算處理等功能，這樣可以將同學(xué)們從繁重的溫度記錄工作中解脫出來(lái)，去關(guān)注實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的意義等更有深度的工作，從而進(jìn)一步加強(qiáng)普通物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生綜合專業(yè)技能的培養(yǎng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1．1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
多功能溫度檢測(cè)記錄儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由主控模塊、溫度檢測(cè)模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、鍵盤(pán)控制模塊和報(bào)警模塊組成，如圖1所示。系統(tǒng)工作時(shí)，主控模塊通過(guò)液晶屏顯示主菜單，然后通過(guò)鍵盤(pán)選擇相應(yīng)的功能，系統(tǒng)掉電數(shù)據(jù)不丟失，方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存。

1．2 硬件電路設(shè)計(jì)
系統(tǒng)總體硬件電路圖如圖2所示。

1．2．1 主控模塊電路
主控模塊采用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片。主控模塊主要控制并協(xié)調(diào)其他模塊的工作。它可以讀取溫度檢測(cè)模塊的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)并進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，然后存儲(chǔ)并顯示；或者根據(jù)鍵盤(pán)輸入的命令進(jìn)行相應(yīng)的操作，完成各種溫度檢測(cè)的功能。