基于温差测量的数字化实验两则
数字温度计设计实验报告

数字温度计设计实验报告标题:数字温度计设计实验报告摘要:本实验旨在设计一个数字温度计,并通过实验验证其准确性和稳定性。
实验采用了数字温度传感器和微控制器进行设计,通过对比实验结果和标准温度计的测量结果,验证了数字温度计的准确性和稳定性。
实验结果表明,设计的数字温度计具有较高的测量精度和稳定性,可应用于工业生产和科研领域。
引言:温度是物体内部分子运动的表现,是一个重要的物理量。
在工业生产和科研领域,准确测量温度对于控制生产过程、保证产品质量和研究物质性质具有重要意义。
传统的温度计有玻璃温度计、金属温度计等,但其测量范围有限,且不便于数字化处理。
因此,设计一种数字温度计具有重要意义。
实验设计:本实验采用数字温度传感器和微控制器进行设计。
数字温度传感器采集环境温度,并将信号传输给微控制器进行处理。
微控制器通过内部算法对温度信号进行处理,并将结果显示在数码管上。
实验采用标准温度计测量环境温度,并将结果作为对比实验。
实验步骤:1. 搭建数字温度计实验平台,连接数字温度传感器和微控制器;2. 将标准温度计放置在与数字温度传感器相同的环境中,测量环境温度;3. 同时,数字温度传感器采集环境温度,并将结果显示在数码管上;4. 对比标准温度计和数字温度计的测量结果,分析其准确性和稳定性。
实验结果:经过对比实验,标准温度计和数字温度计的测量结果基本一致,表明设计的数字温度计具有较高的测量精度。
在不同环境温度下,数字温度计的测量结果稳定,显示出良好的稳定性。
因此,设计的数字温度计具有较高的准确性和稳定性,可应用于工业生产和科研领域。
结论:本实验成功设计了一个数字温度计,并验证了其准确性和稳定性。
设计的数字温度计具有较高的测量精度和稳定性,可满足工业生产和科研领域对于温度测量的要求。
未来可以进一步优化设计,提高数字温度计的性能,并拓展其在更广泛的领域应用。
基于单片机的数字温度计的设计与实现毕业设计论文

基于单片机的数字温度计的设计与实现摘要采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。
在生产过程中,为了高效地进行生产,必须对它的主要参数,如温度、压力、流量等进行有效的控制。
传统的测温元件有热电偶和二电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,这些方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持。
我们用一种相对比较简单的方式来测量。
温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。
DS18B20可以直接读出温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件,测量范围0℃-~+100℃,使用七级数码管LED模块显示,能设置温度报警上下限。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器DS18B20的原理,AT89C51单片机功能和应用,该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键词:温度测量;DS18B20 ; AT89C51Design of Digital Thermomer Based on SCMABSTRACTControlled by single-chip microcomputer to control not only to them, advantages of simplicity and flexibility, and can significantly increase the temperature specifications, which can significantly increase the quality and quantity of the products. In the process of production, in order to efficiently produce, it must be the main parameters, such as temperature, pressure, flow, and other effective control. Traditional temperature measuring component thermocouple and resistance. Are generally voltage of thermocouple and thermal resistance measured, then converted to the corresponding temperature, these methods are relatively complex and requires more external hardware support. We are in a relatively simple way to measure.-55~125 ºc temperature range, maximum resolution up to 0.0625 ºc. DS18B20 can read temperature value, and wire connected to the microcontroller, reduced external hardware circuits, low cost and ease of use features.The introduction of a cost-based AT89C51 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor, measuring scope 0℃-~+100℃,can set the warning limitation, the use of Seven digital tube seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.Keywords:Temperature measurement ;DS18B20 ;AT89C51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.1.1 国内外现状 (1)1.1.2 课题背景及研究意义 (2)1.2 设计内容及性能指标 (2)1.3 系统概述 (3)1.3.1 系统方案论证与比较 (3)1.3.2 系统设计原理与组成 (5)第二章开发工具Proteus与Keil (6)2.1 Proteus软件 (6)2.1.1 Proteus简介 (6)2.1.2 4大功能模块 (6)2.1.3 Proteus简单应用 (8)2.2 Keil软件 (8)2.2.1 Keil软件简介 (8)2.2.2 Keil软件调试功能 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1 单片机的选择 (10)3.1.1 AT89C51单片机的介绍 (10)3.1.2 AT89C51单片机主要特性 (11)3.2 温度传感器的选择 (13)3.3 硬件电路设计 (17)第四章系统软件设计 (20)4.1 各模块的程序设计 (20)4.2 Protues测温仿真 (25)4.3 系统调试 (28)4.4 结果分析 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 全部程序清单 (34)附录2 系统总体设计图 (41)第一章绪论1.1引言1.1.1 国内外现状温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距。
温差热电偶实验报告

温差热电偶实验报告温差热电偶实验报告引言:温差热电偶是一种常用的温度测量仪器,它利用热电效应来测量物体的温度。
本实验旨在通过对温差热电偶的实验研究,了解其工作原理和性能特点。
一、实验目的本实验的目的是通过实际操作,掌握温差热电偶的使用方法,了解温差热电偶的工作原理和测量原理,同时验证温差热电偶的线性特性。
二、实验器材和方法实验所需器材包括温差热电偶、温度计、恒温水槽、电压表、导线等。
实验步骤如下:1. 将温差热电偶的冷端插入恒温水槽中,确保其与水的接触良好。
2. 将热电偶的热端置于待测物体的表面,并用夹子固定。
3. 将电压表的正负极分别与热电偶的两端相连。
4. 打开电压表,并记录下所测得的电压值。
5. 重复以上步骤,分别在不同温度下进行测量。
三、实验结果与讨论在实验过程中,我们分别在室温、沸水温度和冰水温度下进行了温差热电偶的测量。
实验结果如下:室温下测量结果:电压值为0.2mV沸水温度下测量结果:电压值为2.1mV冰水温度下测量结果:电压值为-0.1mV通过上述实验结果,我们可以看出温差热电偶的电压值随温度的变化而变化。
当温度升高时,电压值也随之增加;当温度降低时,电压值则减小。
这符合温差热电偶的工作原理,即利用热电效应来测量温度。
温差热电偶的工作原理是基于两种不同金属之间的热电效应。
当两种不同金属的接触点形成一个闭合回路时,温度差会引起电势差的产生。
这个电势差就是我们测量的电压值。
根据热电效应的不同类型,我们可以选择不同的温差热电偶。
在本实验中,我们使用的是铜-常铁温差热电偶。
铜-常铁温差热电偶的特点是线性度高,测量范围广,适用于常温范围内的温度测量。
通过实验结果的分析,我们可以得出结论:温差热电偶的电压值与温度之间存在线性关系。
四、实验误差分析在实验过程中,由于温差热电偶的测量精度受到环境因素的影响,可能会存在一定的误差。
主要的误差来源包括温度梯度误差、接触电阻误差和导线电阻误差等。
温度梯度误差是由于待测物体表面温度与内部温度存在差异而导致的误差。
[知识]实验六温差电偶的定标和测量
![[知识]实验六温差电偶的定标和测量](https://img.taocdn.com/s3/m/1eea686403768e9951e79b89680203d8ce2f6aaf.png)
实验六 温差电偶的定标和测量实验目的1.加深对温差电现象的理解。
2.了解校准热电偶温度计的基本方法。
实验仪器铜-康铜热电偶,校准用的纯金属(铅、锌、锡)或标准热电偶,待测熔点的金属,杜瓦瓶,电位差计或数字电压表,电炉等。
实验原理1.热电偶的测温原理把两种不同的导体或半导体连接成一闭合回路,如图6-1所示。
如两接点分别处于不同的温度T 和T 0,则回路中就会产生热电动势,这种现象称作热电效应。
同时把这个电路叫做A 、B 组成的热电偶,如铂-铂铑热电偶、铜-铁热电偶等。
在图6-1所示的热电偶回路中,产生的热电势由接触电势和温差电势两部分组成。
温差电势是在同一导体的两端因温度的不同而产生的一种热电势,由于材料中高温端的电子能量比低温端的电子能量大,因而从高温端扩散到低温端的电子数比从低温端扩散到高温端的电子数多,结果使高温端失去电子而带正电荷,低温端得到电子而带负电荷,产生一附加的静电场。
此静电场阻碍电子从高温端向低温端的扩散,在达到动态平衡时,导体的高温和低温端间有一个电位差V T -V T 0,此即温差电势。
在热电偶回路中,导体A 和B 分别有自己的温差电势e A (T ,T 0)和e B (T ,T 0)。
接触电势的产生原因是两种导体材料的电子密度和逸出功不同。
这样,当两种导体接触时,电子在其间扩散的速率就不同,使一种导体因失去电子而带正电荷,另一种导体因得到电子而带负电荷,在其接触面上形成一个静电场,即产生了电位差,这就是接触电势,其数值取决于两种不同导体材料的性质和接点的温度。
在热电偶回路中两个接点分别有不同的接触电势e AB (T ),e AB (T 0)。
由于温差电势和接触电势的影响,在热电偶回路中产生的总热电势可表达为 ),()(),()(),(0000T T e T e T T e T e T T E A AB B AB AB --+= (6-1)它是材料和温度的函数,对确定的热电偶材料,热电势E AB (T ,T 0)是温度T 和T 0的函数差)()(),(00T f T f T T E AB -=(6-2)如果使某接点温度固定(常取水的三相点温度作为T 0),则总电势成为温度T 的单值函数)(),(0T T T E AB ϕ= (4-10-3)这一关系式可通过实验获得。
温度监测系统实验报告

一、实验目的1. 熟悉温度监测系统的基本组成和原理。
2. 掌握温度传感器的应用和数据处理方法。
3. 学会搭建简单的温度监测系统,并验证其功能。
二、实验原理温度监测系统主要由温度传感器、数据采集器、控制器、显示屏和报警装置等组成。
温度传感器将温度信号转换为电信号,数据采集器对电信号进行采集和处理,控制器根据设定的温度范围进行控制,显示屏显示温度信息,报警装置在温度超出设定范围时发出警报。
本实验采用DS18B20数字温度传感器,该传感器具有体积小、精度高、抗干扰能力强等特点。
数据采集器采用单片机(如STC89C52)作为核心控制器,通过并行接口读取温度传感器输出的数字信号,并进行相应的处理。
三、实验器材1. DS18B20数字温度传感器2. STC89C52单片机3. LCD显示屏4. 电阻、电容等电子元件5. 电源模块6. 连接线四、实验步骤1. 搭建温度监测系统电路,包括温度传感器、单片机、显示屏、报警装置等。
2. 编写程序,实现以下功能:(1)初始化单片机系统;(2)读取温度传感器数据;(3)将温度数据转换为摄氏度;(4)显示温度数据;(5)判断温度是否超出设定范围,若超出则触发报警。
3. 连接电源,启动系统,观察温度数据变化和报警情况。
五、实验结果与分析1. 系统搭建成功,能够稳定运行,实时显示温度数据。
2. 温度数据转换准确,显示清晰。
3. 当温度超出设定范围时,系统能够及时触发报警。
六、实验总结1. 本实验成功地搭建了一个简单的温度监测系统,实现了温度数据的采集、处理和显示。
2. 通过实验,加深了对温度传感器、单片机、显示屏等电子元件的理解和应用。
3. 实验过程中,学会了如何编写程序,实现温度数据的处理和显示。
七、实验建议1. 在实验过程中,注意电路连接的准确性,避免因连接错误导致实验失败。
2. 在编写程序时,注意代码的简洁性和可读性,便于后续修改和维护。
3. 可以尝试将温度监测系统与其他功能结合,如数据存储、远程传输等,提高系统的实用性和功能。
温度技术测量实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解温度测量的基本原理和方法;2. 掌握常用温度传感器的性能特点及适用范围;3. 学会使用温度传感器进行实际测量;4. 分析实验数据,提高对温度测量技术的理解。
二、实验仪器与材料1. 温度传感器:热电偶、热敏电阻、PT100等;2. 温度测量仪器:数字温度计、温度测试仪等;3. 实验装置:电加热炉、万用表、连接电缆等;4. 待测物体:不同材质、不同形状的物体。
三、实验原理1. 热电偶测温原理:利用两种不同金属导体的热电效应,即当两种导体在两端接触时,若两端温度不同,则会在回路中产生电动势。
通过测量电动势的大小,可以计算出温度。
2. 热敏电阻测温原理:热敏电阻的电阻值随温度变化而变化,根据电阻值的变化,可以计算出温度。
3. PT100测温原理:PT100是一种铂电阻温度传感器,其电阻值随温度变化而线性变化,通过测量电阻值,可以计算出温度。
四、实验步骤1. 实验一:热电偶测温实验(1)将热电偶插入电加热炉中,调整加热炉温度;(2)使用数字温度计测量热电偶冷端温度;(3)根据热电偶分度表,计算热电偶热端温度;(4)比较实验数据与实际温度,分析误差。
2. 实验二:热敏电阻测温实验(1)将热敏电阻插入电加热炉中,调整加热炉温度;(2)使用数字温度计测量热敏电阻温度;(3)根据热敏电阻温度-电阻关系曲线,计算热敏电阻温度;(4)比较实验数据与实际温度,分析误差。
3. 实验三:PT100测温实验(1)将PT100插入电加热炉中,调整加热炉温度;(2)使用数字温度计测量PT100温度;(3)根据PT100温度-电阻关系曲线,计算PT100温度;(4)比较实验数据与实际温度,分析误差。
五、实验结果与分析1. 实验一:热电偶测温实验实验结果显示,热电偶测温具有较高的准确性,误差在±0.5℃以内。
分析误差原因,可能包括热电偶冷端补偿不准确、热电偶分度表误差等。
2. 实验二:热敏电阻测温实验实验结果显示,热敏电阻测温具有较高的准确性,误差在±1℃以内。
温差电偶的实验结论

温差电偶的实验结论温差电偶是一种用于测量温度差的仪器,其实验结论对于科学研究和工程设计都有重要意义。
在过去几个世纪中,物理学家和工程师们一直在努力开发出基于温差电偶实验结论的制度和方法,以满足日益增长的工程和科学研究的需求。
在温差电偶的实验研究中,物理学家和工程师们首先在空气中和土壤中实施了反复测量温度的实验。
他们研究的结果表明,当温度差的范围在特定的范围内时,温度变化的速率也会有任何不同,这些速率变化也影响着在空气和土壤中物质的温度变化。
此外,温差电偶实验结论还表明,在空气或土壤中,温度有可能会发生波动,即在一定时间内,温度会上升或下降几度。
这种温度变化的程度可以通过温差电偶的测量来确定,以便对不同的土壤或空气温度变化做出正确的判断和应对。
此外,温差电偶实验还表明,温度变化会影响物质间的相互作用,从而影响它们之间的物理性能。
例如,物质在温度变化的情况下可能会产生凝固、液化或汽化状态,从而改变它们的物性性能。
因此,通过对温度变化的观察,能够对物质的变化、物性性能的变化和其他相关因素分析做出准确的判断,以更好地研究它们的物理性能。
最后,温差电偶实验的结论还表明,空气和土壤中的温度波动和变化也会影响植物、动物和昆虫的活动和生长。
这些生物的活动和生长是受环境温度的影响,温度的变化会影响这些生物的发育和存活率。
因此,通过温差电偶的实验结论,可以更好地理解生物在温度变化和极端温度环境下的行为特点,从而做出更好的环境保护计划。
综上所述,温差电偶实验的结论对于科学研究和工程设计都有重要意义。
它们不仅可以帮助我们更加精确地观察和分析土壤、空气和生物的变化,而且还可以为我们提供重要的信息以帮助我们更好地应对环境变化和环境问题。
测量金属电阻温度系数的实验方法

测量金属电阻温度系数的实验方法金属电阻温度系数是指金属电阻值随温度变化的程度,是评估金属导体温度敏感性的重要参数。
本文将介绍两种常用的实验方法来测量金属电阻温度系数:电桥法和温差法。
1. 电桥法电桥法是一种通过测量电阻比值来计算温度系数的方法。
它基于电桥平衡条件,并利用导电材料的电阻值随温度的变化规律来确定其温度系数。
实验步骤如下:1) 准备实验材料和设备:金属导线、可调电阻器、电容器、电压源、数字万用表、温控设备等。
2) 搭建电桥电路:将金属导线接入电桥电路中,其中一侧与可调电阻器相连,另一侧与电容器相连,电容器用于平衡电桥。
3) 施加电压:将电压源接入电桥电路中,调节电压使电桥平衡。
4) 测量电流和电势差:使用数字万用表测量平衡态下通过电桥的电流和电势差。
5) 变换温度:通过温控设备控制金属导线的温度,记录相应的电流和电势差数据。
6) 绘制电流-电势差曲线:根据所得数据绘制电流-电势差曲线,并计算出金属的温度系数。
2. 温差法温差法是一种通过测量金属导线两个不同温度下的电阻值来计算温度系数的方法。
所测得的温度系数可近似为这两个温度下的平均值。
实验步骤如下:1) 准备实验材料和设备:金属导线、电压源、数字万用表、温控设备等。
2) 搭建电路:将金属导线接入电路中,通过电压源施加电压。
3) 测量电阻值:使用数字万用表在两个不同温度下测量金属导线的电阻值。
4) 计算温度系数:根据所测得的电阻值和对应温度计算金属的温度系数。
实验注意事项:1) 选择合适的金属导线:不同金属的温度系数差异较大,应选择合适的导线材料进行实验。
2) 精确定位温度:温度的准确定位对实验结果的准确性至关重要,因此使用高精度的温控设备进行控制。
3) 数据处理:在实验过程中,应准确记录测量数据,并进行适当的数据处理和分析。
总结:通过电桥法和温差法可以测量金属电阻温度系数,其中电桥法适用于连续测量温度系数的变化关系,而温差法适用于直接测量不同温度下的电阻值来求出温度系数。
温差发电实验报告

温差发电实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过模拟温差发电原理,探究温差发电的基本原理和实验方法,以及了解温差发电在实际应用中的潜在价值。
二、实验原理。
温差发电是利用温度差异产生电能的一种技术。
在温差发电装置中,两个不同温度的介质之间存在温差,通过热电材料可以将温差转化为电能。
热电材料的特性是当两端温差时,会产生电压差,从而产生电流。
三、实验材料。
1. Peltier芯片。
2. 铜片。
3. 铁片。
4. 电压表。
5. 热电偶。
6. 直流电源。
四、实验步骤。
1. 将Peltier芯片夹在两块金属片(铜片和铁片)之间,形成热端和冷端。
2. 将热电偶分别接触金属片的热端和冷端,并连接到电压表上。
3. 通过直流电源给Peltier芯片通电,使热端和冷端产生温差。
4. 观察电压表的读数,记录下温差发电产生的电压值。
五、实验结果与分析。
经过实验我们发现,当Peltier芯片的热端和冷端产生温差时,电压表显示出了一定的电压值。
这说明温差发电技术可以将温差转化为电能。
而且我们还发现,温差越大,产生的电压值也越大,这进一步验证了温差发电的原理。
因此,温差发电技术具有很大的应用潜力,可以在一些需要利用温差能源的场合得到应用。
六、实验结论。
通过本次实验,我们验证了温差发电的基本原理,了解了温差发电的实验方法,并对温差发电在实际应用中的潜在价值有了更深入的了解。
温差发电技术的发展将为人类利用环境中的能源提供新的途径,具有重要的意义。
七、实验注意事项。
1. 在实验过程中要小心操作,避免触电或烫伤。
2. 实验结束后要及时断开电源,避免发生意外事故。
3. 实验材料要妥善保存,以便下次实验使用。
总之,温差发电实验是一项具有科学性和实用性的实验,通过这一实验我们更加深入地了解了温差发电技术的原理和应用,为今后的科研工作和实际应用提供了重要的参考。
温差电偶的定标实验报告

温差电偶的定标实验报告实验目的,通过实验测量温差电偶的电动势,并利用实验数据对温差电偶进行定标。
实验仪器,温差电偶、数字温度计、数字电压表、恒温槽、导线等。
实验原理,温差电偶是利用两种不同材料的导体形成的热电偶,在两个接点处产生温差时会产生电动势。
根据塞贝克定律,热电动势与温差成正比,与接触材料无关。
实验步骤:1. 将温差电偶的两端分别接入数字电压表的正负极,将数字温度计的探头插入温差电偶的接点处。
2. 将恒温槽的温度设定在不同的温度值,记录下温度和电压值。
3. 在不同温度下重复步骤2,直至覆盖整个温度范围。
4. 根据实验数据绘制温度与电动势的曲线图。
5. 利用曲线图进行定标,得到温差电偶的定标曲线。
实验数据:温度/°C 电动势/mV。
20 1.5。
30 2.0。
40 2.5。
50 3.0。
60 3.5。
实验结果分析:根据实验数据绘制的曲线图可以看出,温差电偶的电动势随温度的升高而增加,且呈线性关系。
利用最小二乘法拟合曲线,得到温差电偶的定标曲线为E=0.05T+1,其中E为电动势,T为温度。
结论:通过本次实验,我们成功测量了温差电偶的电动势,并利用实验数据对温差电偶进行了定标。
得到了温差电偶的定标曲线,为后续实验提供了准确的电动势测量基准。
实验中还发现,温差电偶的电动势与温度呈线性关系,这与热电偶的工作原理相符合。
在实际应用中,我们可以根据定标曲线准确地测量温差电偶所处温度,为工业生产和科学研究提供了可靠的温度测量手段。
总之,本次实验取得了较好的实验结果,验证了温差电偶的工作原理,并为温度测量提供了可靠的定标方法。
希望通过这次实验,能够对温差电偶的应用和定标有更深入的理解,为相关领域的研究和应用提供有力支持。
温差电现象的研究实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除温差电现象的研究实验报告篇一:温差电动势的测量实验温差电动势的测量一、实验目的1.了解电位差计的工作原理,学会用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势。
2.学会用数字电压表测量热电偶的温差电动势。
3.了解热电偶的测温原理和方法。
4.测量热电偶的温差电动势。
二、实验仪器uJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、保温杯。
三、实验原理1.热电偶两种不同金属组成一闭合回路时,若两个接点A、b处于不同温度t0和t,则在两接点A、b间产生电动势,称为温差电动势,这种现象称为温差现象。
这样由两种不同金属构成的组合,称为温差电偶,或热电偶。
热电偶是一种常用的热电传感器,利用它可以测量微小的温度变化。
温差电动势?的大小除和热电偶材料的性质有关外,另一决定的因素就是两个接触点的温度差(t-t0)。
电动势与温差的关系比较复杂,当温差不大时,取其一级近似可表示为:?=c(t-t0)式中(:温差电现象的研究实验报告)c为热电偶常数(或称温差系数),等于温差1℃时的电动势,其大小决定于组成热电偶的材料。
例如,常用的铜-康铜电偶的c值为4.26×10-2mV/K,而铂铑-铂电偶的c值为6.43×10-3mV/K。
热电偶可制成温度计。
为此,先将t0固定(例如放在冰水混合物中),用实验方法确定热电偶的?-t关系,称为定标。
定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度。
与水银温度计相比,温差电偶温度计具有测量温度范围大(-200℃~2000℃),灵敏度和准确度高,便于实验遥测和A/D变换等一系列优点。
2.数字电压表测量温差电动势由于数字式电压表的精度和准确度都很好,温差电动势的测量也可以采用数字电压表。
测量前,需要把数字电压表的两个接线端连接起来,对数字电压表进行调零。
把数字电压表的两个接线端接在温差电偶的两个信号输出端,选择合适的电压量程,就可以开始测量。
温度测量技术实验报告

一、实验目的1. 了解温度测量技术的原理和方法。
2. 掌握常用温度传感器的使用和特点。
3. 学习温度测量仪器的操作和数据处理方法。
4. 通过实验,验证温度测量技术的准确性和可靠性。
二、实验原理温度测量技术是通过将温度转化为电信号或其他可测量的物理量,进而实现对温度的测量。
常用的温度传感器有热电偶、热电阻、热敏电阻、红外传感器等。
三、实验仪器与设备1. 温度传感器:K型热电偶、PT100铂电阻、NTC热敏电阻、红外传感器。
2. 温度测量仪器:数字多用表、温度测试仪、红外测温仪。
3. 实验装置:实验平台、连接线、加热装置。
四、实验内容与步骤1. 热电偶测温实验(1) 将K型热电偶连接到数字多用表的热电偶测试接口。
(2) 将热电偶的热端插入到加热装置中,调整加热装置的功率,使热端温度升高。
(3) 观察数字多用表的读数,记录不同温度下热电偶的热电势值。
(4) 根据热电偶的分度表,将热电势值转换为温度值。
2. 热电阻测温实验(1) 将PT100铂电阻连接到数字多用表的电阻测试接口。
(2) 将铂电阻插入到加热装置中,调整加热装置的功率,使铂电阻温度升高。
(3) 观察数字多用表的读数,记录不同温度下铂电阻的电阻值。
(4) 根据铂电阻的温度-电阻特性曲线,将电阻值转换为温度值。
3. 热敏电阻测温实验(1) 将NTC热敏电阻连接到数字多用表的电阻测试接口。
(2) 将NTC热敏电阻插入到加热装置中,调整加热装置的功率,使NTC热敏电阻温度升高。
(3) 观察数字多用表的读数,记录不同温度下NTC热敏电阻的电阻值。
(4) 根据NTC热敏电阻的温度-电阻特性曲线,将电阻值转换为温度值。
4. 红外测温实验(1) 将红外传感器对准被测物体,确保传感器与被测物体之间的距离符合要求。
(2) 观察红外测温仪的读数,记录被测物体的温度值。
五、实验结果与分析1. 对比不同温度传感器在不同温度下的测量结果,分析其准确性和可靠性。
2. 分析实验过程中可能存在的误差来源,并提出改进措施。
温差电动势的测量实验报告

温差电动势的测量实验报告实验目的本实验旨在通过测量温差电动势,研究温差电动势与温度差异之间的关系,并验证热电效应的存在。
实验器材•温差电动势测量装置•温度计•热源(如烧杯、烙铁等)•温差电动势测量仪实验原理温差电动势是指当两个焊接点的温度不同时,在热电偶的两个焊接点之间会产生电压差。
这种现象被称为“温差电动势”或“塞贝克效应”。
其原理基于热电偶的热电效应,即材料的温度差异会导致电子的热运动,从而产生电势差。
实验步骤1.准备实验器材:将温差电动势测量装置连接到温差电动势测量仪上,并插入温度计到测量仪的接口上。
2.确保温度计的接触头与测量装置的焊接点紧密接触,以确保准确测量温度。
3.打开测量仪的电源,并等待一段时间,直至测量仪的显示屏上显示出稳定的基准温度。
4.将热源(如烧杯)放置在测量装置的焊接点之一上,让热量传递到焊接点上。
5.同时,在另一个焊接点上使用温度计测量温度,并记录下来。
6.观察测量仪上的温差电动势显示,并记录下测量值。
7.移除热源,并等待一段时间,直至测量仪的显示屏上显示出稳定的基准温度。
8.重复步骤4-7,但这次在另一个焊接点上放置热源,并记录测量值。
9.根据实验数据计算出两个焊接点的温度差异,并计算出对应的温差电动势值。
10.将实验数据整理成表格或图表,并进行数据分析和讨论。
实验结果与分析根据实验数据,我们可以绘制出温差电动势与温度差异之间的关系图表。
通过分析图表,我们可以发现温差电动势与温度差异之间存在线性关系,即随着温度差异的增加,温差电动势也相应增加。
这验证了热电效应存在的理论。
实验结论通过本实验,我们成功测量了温差电动势,并验证了热电效应的存在。
实验结果表明,温差电动势与温度差异之间存在线性关系。
实验注意事项•在进行实验前,确保实验器材的连接正确并稳定。
•实验时需注意安全,避免热源接触皮肤或其他易燃物。
•在记录实验数据时,应保证准确性和一致性。
参考文献[1] 温差电动势测量实验报告,XX大学实验室,2020年。
物理实验技术的数字化处理实例解析

物理实验技术的数字化处理实例解析随着科技的不断进步,物理实验技术的数字化处理在实验过程中扮演着越来越重要的角色。
本文将通过一些实际的实例来解析物理实验技术的数字化处理,展示数字化处理在物理实验中的应用。
一、数字化处理在数据采集中的应用在过去的物理实验中,数据采集通常采用手动记录和计算的方式,存在着人为因素的不确定性。
而数字化处理技术的出现,使数据采集变得更加准确和高效。
例如,在测量物体质量时,传统的方法是使用天平进行手动称量,然后手动记录下质量值。
这种方法容易出现人为误差,且数据处理时间较长。
而采用数字化处理技术,可以通过连接电子天平和计算机,实时将质量值传输到计算机中进行记录和分析。
这样不仅提高了数据的准确性,而且节省了大量的时间和人力成本。
二、数字化处理在实验参数控制中的应用在某些物理实验中,实验参数的控制对结果的可靠性和准确性至关重要。
而传统的实验控制方法效率低下,且操作不够精确。
数字化处理技术的使用可以提高实验参数的控制精度和准确性。
以温度控制为例,传统的方法是使用温度计手动调整温度。
但这种方法存在着温度波动大、调整不精准的问题。
而采用数字化处理技术,可以通过连接温度传感器和计算机来实现实时温度监测和调整。
计算机可以根据预设的温度范围,自动对温度进行控制,保持稳定的实验环境。
通过数字化处理,温度控制的精度和准确性得到了大幅提高。
三、数字化处理在数据分析中的应用在物理实验中,数据分析是对实验结果进行合理解释的关键步骤。
数字化处理技术为数据分析提供了更多的手段和方法。
以光谱分析为例,光谱是物理实验中常用的数据。
传统的光谱分析需要手动记录和处理光谱图像,这样不仅易出现数据误差,而且数据的处理速度较慢。
而采用数字化处理技术,可以通过光谱仪将光谱图像数字化传输到计算机中。
通过光谱分析软件的处理,可以实现自动的光谱解析、峰值识别和峰值峰宽计算等操作。
这大大提高了数据分析的效率和准确性。
总之,物理实验技术的数字化处理在数据采集、实验参数控制和数据分析等方面都发挥着重要的作用。
温差电偶实验报告数据

温差电偶实验报告数据温差电偶实验研究了温差对物体温度传递过程的影响,它使人们能够精确观察和评估物体温度在不同环境条件下的变化。
本次实验根据实验报告数据结果,分析了温差实验的可行性和理论正确性,并提出了实验的可改进之处。
温差实验采用了电热小球、四线温差电偶、计算机、温度计等常用仪器仪表进行试验,以测量温差的变化以及热小球物体的温度分布。
在实验过程当中,首先将两个热小球连接到电路中,利用热力学原理,使电路产生电流,形成温差电偶;然后通过改变电流和温度参数,控制不同温差下热小球温度的变化情况,并用计算机把数据进行储存,以作为实验的记录。
实验的报告数据表明,即使给定温差下,热小球物体的温度也是不同的。
也就是说,物体温度随着温差增加而变化,在不同环境条件下,如温度高低等不同情况,物体温度也会产生不同的变化。
从实验报告数据可以看出,温度分布随着温差的增加而有明显变化,这说明温差对物体温度传递过程具有重要的影响作用;有趣的是,当温差较小时,温度和温差的关系反而变得比较规律,温度的变化趋势可以按照从低到高的规律变化。
此外,从实验数据报告中也可以看出,温度的变化是比较缓慢的,而且温度的变化幅度与温度的差值之间的关系也具有一定的可靠性。
结合本次温差电偶实验报告数据,可以看到实验中也存在一些考虑不足的地方,例如温度变化是否偏离温度计室温;在计算温差时是否采取了等温控制;在计算温差变化率时是否也考虑了温度的变化等等。
总之,本次温差电偶实验报告数据表明,温差是物体温度变化的重要因素,改变温度可以改变温度差,从而改变温度的变化率和变化趋势。
虽然实验中也存在一些可改进的地方,但通过本次实验还是能够深入理解温差电偶实验的意义以及对物体温度传递过程的影响。
数字温度计设计实验报告

数字电子综合性实验报告题目:数字温度计学院:电气工程与自动化班级:姓名:学号:指导教师:一、实验任务温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。
本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计,即用数字显示被测温度。
具体要求如下:(1). 测量范围-20~150度。
(2). 测量精度0.5度。
(3). 4位LED 数码管显示。
通过温度传感器LM35采集到温度信号,经过整形电路送到A/D 转换器,然后通过译码器驱动数码管显示温度。
ICL7107集A/D 转换和译码器于一体,可以直接驱动数码管,省去了译码器的接线,使电路精简了不少,而且成本也不是很高。
ICL7107只需要很少的外部元件就可以精确测量0到200mv 电压,LM35本身就可以将温度线性转换成电压输出。
综上所述,采用LM35采集信号,用ICL7107驱动数码管实现信号的显示。
故采用基于LM35与ICL7107的数字温度计设计方案。
二、原理框图三、电路原理及其电路组成数字温度计的设计原理图见附录1。
它通过LM35对温度进行采集,通过温度与电压近乎线性关系,以此来确定输出电压和相应的电流,不同的温度对应不同的电压值,故我们可以通过电压电流值经过放大进入到A/D转换器和译码器,再由数码管表示出来。
1、传感电路LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。
因而,从使用角度来说,LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处,LM35无需外部校准或微调,可以提供±1/4℃的常用的室温精度。
LM35具有以下特点:(1)工作电压:直流4~30V;(2)工作电流:小于133μA(3)输出电压:+6V~-1.0V(4)输出阻抗:1mA 负载时0.1Ω;(5)精度:0.5℃精度(在+25℃时);(6)漏泄电流:小于60μA;(7)比例因数:线性+10.0mV/℃;(8)非线性值:±1/4℃;(9)校准方式:直接用摄氏温度校准;(10)封装:密封TO-46 晶体管封装或塑料TO-92 晶体管封装;(11)使用温度范围:-55~+150℃额定范围电压输出采用下图接法:2、A/D转化器ICL7107是高性能、低功耗的三位半A\D转换器,同时包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。
温差原理实验原理

温差原理实验原理
温差原理实验原理:
温差原理是基于物质的热传导特性,利用温度差异产生的热量传导现象进行实验的原理。
实验所需材料:
1. 两个不同温度的金属块
2. 温度计
3. 电源
4.导线
5. 热绝缘材料
实验步骤:
1. 准备两个不同温度的金属块,并用温度计测量它们的温度。
2. 将两个金属块通过导线连接,使它们能够形成电流回路。
3. 将两个金属块的连接处用热绝缘材料进行包裹,以减少热量的散失。
4. 将电源接入电路,通过导线使电流流过两个金属块。
5. 观察温度计的读数并记录下来。
实验原理解释:
当电流通过金属块时,金属块会因为电阻而产生热量。
根据温差原理,热传导会使温度从高的金属块传导到低的金属块,直到两个金属块达到热平衡。
在这个过程中,温度计可以测量到不同金属块的温度变化。
实验意义:
通过这个实验可以验证温差原理,了解金属导体的热传导特性。
温差原理在很多领域都有应用,例如热电偶、热敏电阻等热测量设备。
同时,也可以通过这个实验来研究材料的导热性能,对材料的选择和设计具有指导意义。
昼夜温差的实验报告

一、实验背景昼夜温差,即一天中最高气温与最低气温之间的差值,是自然界中普遍存在的现象。
沙漠地区昼夜温差较大,而内陆地区昼夜温差也较为明显。
为了探究昼夜温差产生的原因,我们设计并进行了本次实验。
二、实验目的1. 观察昼夜温差现象;2. 分析昼夜温差产生的原因;3. 探讨降低昼夜温差的方法。
三、实验材料1. 温度计(两只,一只用于白天,一只用于夜晚);2. 铝制水杯两只;3. 水适量;4. 室外环境;5. 计时器。
四、实验步骤1. 在早晨7:00,将两只铝制水杯分别装满水,并分别插入两只温度计;2. 将两只水杯放置在室外,确保水杯在同一水平线上;3. 在白天,每隔一小时记录一次两只温度计的读数,共记录5次;4. 在夜晚,每隔一小时记录一次两只温度计的读数,共记录5次;5. 分析白天和夜晚的温度变化情况。
五、实验结果与分析1. 白天温度变化在实验过程中,白天温度计的读数呈现逐渐升高的趋势。
具体数据如下:- 8:00,温度为20℃;- 9:00,温度为25℃;- 10:00,温度为30℃;- 11:00,温度为35℃;- 12:00,温度为40℃。
分析:白天温度逐渐升高,主要是由于太阳辐射强烈,地面吸收大量热量,导致气温上升。
2. 夜晚温度变化在实验过程中,夜晚温度计的读数呈现逐渐降低的趋势。
具体数据如下:- 19:00,温度为40℃;- 20:00,温度为35℃;- 21:00,温度为30℃;- 22:00,温度为25℃;- 23:00,温度为20℃。
分析:夜晚温度逐渐降低,主要是由于太阳辐射减弱,地面散失大量热量,导致气温下降。
3. 昼夜温差分析通过实验数据可以看出,本次实验中昼夜温差较大,白天最高温度为40℃,夜晚最低温度为20℃,温差达到20℃。
分析:昼夜温差产生的主要原因是太阳辐射的强弱。
白天太阳辐射强烈,地面吸收大量热量,导致气温升高;夜晚太阳辐射减弱,地面散失大量热量,导致气温下降。
六、实验结论1. 实验表明,昼夜温差是自然界中普遍存在的现象;2. 昼夜温差产生的主要原因是太阳辐射的强弱;3. 为了降低昼夜温差,可以采取以下措施:增加绿化覆盖、建造隔热设施、调整作息时间等。
微型温度测量的数字化方案

微型温度测量的数字化方案鲍 方 董景新 赵长德摘要:在各种传感器的设计中,温度是影响其性能指标的一个重要因素。
在对体积限制很严格的条件下,解决了硅微加速度计设计中的内部温度测量问题。
主要讨论了内嵌于加速度计的微型数字温度传感器DS18B20U的功能特点和使用要点,并且介绍了“一线”网关的硬件及软件设计。
关键词:数字温度传感器,DS18B20U,“一线”总线,网关,传感器随着技术的发展,各种惯性器件的性能在不断提高,体积也在不断小型化。
对于惯性器件(如加速度计、陀螺)性能的提高,温度补偿作为一种重要的修正方式越来越引起人们的注意,因此如何在惯性器件极小的空间内精确地测量、传输、处理温度信息,成了能否使其性能和体积优势进一步提高的关键问题。
1 DS18B20U和“一线”总线在研制新一代的微型MMS加速度计时,温度测量的难题以一次摆在人们的面前。
在3~4cm3的空间内放置一个传统的SO-8或TO-92封装的器件都显得拥挤,更何况还要旋转一个非主要功能的温度传感器了。
纵观国际上现有的温度传感器的变化,总的趋势是从模拟向数字转变,相应的体积也在不断减小。
在体积非常苛刻的惯性器件中使用高精度、数字输出型的温度传感器,MAXIM公司的DS18B20U最为符合要求。
DS1820U是DS18B20系列产品中的一种。
与以往模拟温度信号的输出不同,DS18B20的数字温度输出通过“一线”总线(1-Wire是被MAXIM公司收购的DALLAS公司新拥有的一种独特的数字信号总线协议,它将独特的电源线和信号线复合在一起,仅使用一条口线;每个芯片唯一编码,支持联网寻址、零功耗等待等,是所需硬件连线最少的一种总线)这种独特的方式,使多个DS18B20U方便地组建成传感器网络,为整个测量系统的建立和组合提供了更大可能性。
DS18B20真正令人惊奇的是其μSOP封装,这种封装只有3.0mm×6.4mm的水平尺寸,高度小于1.2mm。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
基于温差测量的数字化实验两则
作者:白涛冉甜谢乐欣
来源:《化学教学》2017年第12期
摘要:设计两个利用温度传感器测量过程温差的实验。
分别测量C1~C4醇类和C5~C6烷烃有机物蒸发过程的吸热温差数据,说明不同有机物分子间作用力有差异;测量盐酸与氢氧化钠溶液(或金属Mg及MgO与盐酸溶液)放热反应过程的温差数据,计算得出中和反应的反应热(或结合盖斯定律推算金属Mg的燃烧热)。
关键词:数字化实验;温差测定;分子间作用力;反应热;实验探究
文章编号:1005–6629(2017)12–0054–04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
数字化实验是以传感器为核心的实验系统,温度传感器是操作简便、使用广泛的传感器之一[1~3],相比温度计能更准确地测量和记录物质变化过程中的温度改变情况,进而感知物质变化时的能量变化。
基于此,设计了两则通过温差测量数据,说明分子间存在作用力,以及测定中和热和镁的燃烧热的实验。
1 通过测量液体气化温差感知分子间作用力
1.1 实验原理
液态(凝聚态)物质蒸发(挥发)过程中,动能较大的分子会从体系中逸出,逸出的分子需克服表层分子对其的吸引作用而做功,若环境无法及时给体系补充能量,体系的温度便会降低,温度降低的大小和快慢与分子间作用力的强度有关。
分子间作用力包含范德华力和氢键,范德华力又包含取向力(永久偶极-永久偶极作用)、诱导力(永久偶极-诱导偶极作用)、色散力(瞬间偶极-瞬间偶极作用)。
烷烃和醇两个同系列有机物分子随相对分子质量的增大,分子电子云变形性增大,使范德华力增大。
正丁醇和乙醚互为同分异构体,由于正丁醇中含有“羟基”结构,使正丁醇形成一种特殊的、较强的分子间作用力——氢键。
1.2 实验用品
仪器:计算机、数据采集器、温度传感器、定性滤纸
试剂:甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊烷、正己烷、乙醚
1.3 实验步骤
(1)如图1,将计算机、数据采集器、温度传感器三者相连接,打开Logger Pro软件。
(2)用橡胶圈固定滤纸(3cm×0.5cm)于温度传感器测量端,并插入待测液中使滤纸吸附待测液体,待温度示数稳定后开始采集数据,约10s后,取出温度传感器置于空气中(如图1)放置。
(3)待温度回升一段时间后,停止采集并保存数据。
1.4 实验结果
1.4.1 C1~C4醇类和C5~C6烷烃气化过程的温差
C1~C4醇类气化过程温度变化如图2所示,测得气化温差(初始温度和最低温度之差)为:甲醇(13.9℃)>乙醇(9.2℃)>正丙醇(8.7℃)>正丁醇(4.6℃)。
与其醇类沸点(如图3)、相对分子质量变化趋势相反。
C5~C6烷烃气化过程温度变化如图4所示,测得气化温差为:正戊烷(20.9℃)>正己烷(12.4℃)。
也与其沸点、相对分子质量变化趋势相反。
C1~C4醇类、C5~C6烷烃的气化温差说明,气化温差和沸点与其相对分子质量有关,分子气化过程中需要克服分子间作用力,故气化温差和沸点的差异来源于物质分子间作用力的差别,特别是范德华力中的色散力的差别,而分子越大、分子内电子越多,分子刚性越差,分子里的电子云越松散,越容易变形,色散力就越大,所以同系物中相对分子质量越大表明分子越大、分子內电子也越多,分子间作用力(色散力)越强。
1.4.2 正丁醇和乙醚的气化温差
正丁醇和乙醚气化过程温度变化如图5所示,测得气化温差为:正丁醇(4.6℃)
正丁醇和乙醚互为同分异构体,正丁醇气化温差较小,而乙醚气化温差较大,这是由于在正丁醇分子间除范德华力外,还存在作用更强的氢键,而乙醚分子间却只存在范德华力的缘故。
综上所述,实验通过测量液体气化吸热温差可定性(半定量)地感知分子间作用力(包括氢键)的存在和强弱。
2 通过测量溶液反应温差测定中和热、燃烧热
2.1 实验原理
2.2 实验用品
仪器:计算机、数据采集器、温度传感器、简易量热杯(或保温杯)、磁力搅拌器(予华DJ型)、磁力搅拌子、移液管(50.00mL)、分析天平
试剂:中和热和燃烧热测量所需试剂见表1
2.3 实验步骤
(1)将计算机、数据采集器、温度传感器三者相连接,打开Logger Pro软件。
(2)用移液管量取试剂A注入简易量热杯中,打开磁力搅拌器对溶液进行搅拌,将温度传感器插入溶液中(避免触碰磁力搅拌子)。
(3)待示数稳定后点击软件“采集”按钮,开始采集数据。
向量热杯中迅速加入试剂B,盖紧量热杯;待温度达到最高值且开始减少一段时间后,点击软件“停止”按钮,停止采集并保存数据;每组实验平行进行三次。
2.4 实验结果
2.4.1 中和热测量结果
图8为实验采集到的某次盐酸和氢氧化钠溶液反应时温度变化曲线,为减小外界温度对实验造成的误差,对曲线进行雷诺校准。
进行三次平行实验后,实验测得数据如表3,计算时,进行如下近似处理:(1)计算溶液总质量时,盐酸和氢氧化钠溶液的密度都近似为ρ= 1g/mL;(2)忽略实验装置的比热容,溶液比热容近似使用水的比热容c=4.18 J/(g·℃)。
计算得到盐酸和氢氧化钠溶液反应的中和热为-55.50kJ/mol,与文献数据-55.90kJ/mol接近。
2.4.2 燃烧热测量结果
对镁粉与盐酸、氧化镁(粉末)与盐酸反应的温度变化曲线,分别进行雷诺校准,如图9和图10所示。
龙源期刊网
各组实验平行进行三次后,测得数据如表4,计算时同样进行近似处理,忽略实验装置的比热容,将溶液的密度和比热容近似看成水的。
经计算:ΔH=ΔH1+ΔH3-ΔH2=-450.46kJ/mol-285.80kJ/mol-(-138.40kJ/mol)=-597.86kJ/mol,與理论值-601.6kJ/mol存在一定误差。
相比中和热测量,本实验测量的温差较大,其中Mg与盐酸反应伴有气体生成,容易向环境辐射热量,且本实验溶液浓度较浓、质量较大、比热容和密度也与水有较大差别,近似处理造成的误差增大。
3 小结
利用手持技术测量液体气化温差和溶液反应温差,感知分子间作用力的强弱、氢键的存在以及中和反应、燃烧反应的放热情况,属于定性认识层面,而通过溶液反应温差的进一步计算分析,特别是运用盖斯定律进行计算,得出中和热、Mg的燃烧热等数值,属于定量认识层面。
这几组教学实验通过温差测量可培养学生的定量意识,也为从微观层面解释宏观现象提供数字化实验佐证,特别是改变了“分子间作用力”教学缺乏实验操作的现状,对发展学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养有重要影响。
参考文献:
[1] Evaporation and Intermolecular Attractions [M/OL]. https:///.2017-07-31.
[2] Heat of Combustion: Magnesium [M/OL]. https:// /.2017-07-31.
[3]白涛等.化学:为什么是这样?——基于手持技术的数字化实验探索[M].北京:化学工
业出版社,2011.
[4][美] J. A.迪安主编.魏俊发等译.兰氏化学手册(第二版)[M].北京:科学出版社,2003:6,144,1026.。