实验 陶瓷材料耐火度及烧成温度的测定
实验陶瓷材料耐火度及烧成温度的测定
一、实验目的
1、掌握陶瓷材料耐火度、烧成温度和烧成温度范围的表示方法；
2、掌握耐火度和烧成温度的测定方法；
3、掌握陶瓷材料耐火度和烧成温度的影响因素；
4、掌握调整陶瓷材料烧成温度和烧成温度范围的措施。
二、实验原理
陶瓷材料（坯体）在高温时，由于原子运动引起的颗粒间接触处数量和质量的变化称为烧结，这导致了系统的致密和强固，此时伴有体积（或局部）的微小收缩，当图像出现收缩时，该温度即可确定为烧结起始温度。
当材料熔融时，物体已不能保持原来的形状，从而在该温度下轮廓发生了很大的变化，原来投影呈矩形的圆柱体，直接钝化，由矩形变成半球形，当出现钝化，图形变圆时的温度可确认为熔融温度或耐火度。
三、实验设备
材料高温物性测定仪，小型油压制样机。
四、操作步骤
1、试样制备：用制样器制作Φ8×8mm的圆柱体，要求外表光洁，每次压缩的松紧程度一致。
2、调整电炉位置，使投影装置前端镜头、投射灯、管式电炉的中心线同轴，使试件在投影屏上形成清晰的投影。
3、在电炉开始加热前，给电炉中通入氩气，在加热及冷却过程中，保持氩
现代检测技术 实验四__K热电偶测温性能实验
检测技术实验报告 院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号： 同组人员： 评定成绩：评阅教师：
K热电偶测温性能实验 一、实验目的： 了解热电偶测温原理及方法和应用。 二、基本原理： 热电偶测量温度的基本原理是热电效应。将A和B二种不同的导体首尾相连组成闭合回路，如果二连接点温度(T，T0)不同，则在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电效应。热电偶就是将A和B二种不同的金属材料一端焊接而成。A和B称为热电极，焊接的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端，也称热端；未焊接的一端(接引线)处在温度T0称为自由端或参考端，也称冷端。T与T0的温差愈大，热电偶的输出电动势愈大；温差为０时，热电偶的输出电动势为０；因此，可以用测热电动势大小衡量温度的大小。国际上，将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号，如常用的Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)、Ｅ(镍铬-康铜)、Ｔ(铜-康铜)等等，并且有相应的分度(见附录)表即参考端温度为０℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。 三、需用器件与单元： 主机箱、温度源、P t100热电阻(温度源温度控制传感器)、Ｋ热电偶(温度特性实验传感器)、温度传感器实验模板、应变传感器实验模板(代mV发生器)。 四、实验步骤： 热电偶使用说明：热电偶由Ａ、Ｂ热电极材料及直径(偶丝直径)决定其测温范围，如Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)热电偶，偶丝直径3.2mm时测温范围０～1200℃，本实验用的Ｋ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围０～800℃；Ｅ(镍铬-康铜)，偶丝直径3.2mm时测温范围-200～+750℃，实验用的Ｅ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围-200～+350℃。由于温度源温度＜200℃，所以，所有热电偶实际测温范围＜200℃。 从热电偶的测温原理可知，热电偶测量的是测量端与参考端之间的温度差，必须保证参考端温度为０℃时才能正确测量测量端的温度，否则存在着参考端所处环境温度值误差。 热电偶的分度表(见附录)是定义在热电偶的参考端(冷端)为０℃时热电偶输出的热电
温度测量实验报告
温度测量实验报告 上海交通大学材料科学与工程学院 实验目的 1.掌握炉温实时控制系统结构图及其电压控制原理； 2.通过数据采集板卡，对温度信号（输入为电压模拟量）采集和滤波； 3.通过数据采集板卡，输出模拟电压量到调节器； 4.通过观测温度曲线，实施手动调节输出电压，使得温度曲线与理想波形尽量接近； 5.用增量式PID控制算法控制炉温曲线。 实验原理 (一)炉温实时控制系统结构图 (二)输出控制电压与工作电压的关系 加热炉加热电压=板卡输出控制电压×220 10 (三)电压控制原理 (四)温度与电压的关系
温度=电压× 700℃ (五)PID控制算法公式 ?u k= Ae k? Be k ? 1+ Ce(k ? 2) 其中：A=K P(1+ T T I + T D T )；B=K P(1+2T D T )；C=K P T D T 。 u k=u k ? 1+ ?u(k) 手动控制炉温参数选择及理由 加热电压：4V 理由：本套实验装置加热速度很快，若加热电压过高（高于5V）则会导致升温过快从而有可能损坏实验装置，而若加热电压过低则会导致升温过慢，浪费时间。综合实际情况以及上述分析，本组成员决定将加热电压设置为4V。 PID炉温控制参数选择及理由 表1 PID炉温控制参数 选取理由 周期：由于温度滞后性较大，因此周期应当大一些。此处本组采用了推荐值0.2s。 K P:由实际经验可知，K P的最佳范围在0.5-1.5之间。此处本组取了中间值1。 T I：实际操作过程中，本组同学发现若T I较小，超调量就会很大。所以这里将T I取得大一些，设置为20s。T D：小组成员发现炉温滞后现象非常严重，因此T D不得不调大一些，取成0.9s。
实验探究一用常见温度计测温度
■实验探究一用常见温度计测温度 ★实验准备 1、（1）实验室用温度计、体温计、寒暑表的图片 2）观察比较三种液体温度计
补充：体温计在使用之前先将体温计的水银汞柱甩到35℃以下及读数时可离开人体的原因：体温计盛水银的玻璃泡上方有一段非常细的缩口, 测体温时水银膨 胀能通过缩口升到上面的玻璃泡里,读数时体温计离开人体,水银变冷收缩, 在缩口处断开,水银柱不能退回玻璃泡,仍然指示原来的温度，所以体温计虽然离开了人体, 表示的还是人体的温度，体温计的量程是35℃—42℃。所以，在使用之前要使已经升上去的水银再退回玻璃泡里, 要先将体温计的水银汞柱甩到35℃以下（其他温度计不允许甩）。 2、3、略。 ★实验课题在实验室用温度计测出冷水、温水、热水的温度 1、实验器材：温度计、分别装有冷水、温水、热水的三个烧杯； 2、实验要求： （1）检查器材，看器材是否符合实验要求，器材是否齐全； （2）观测器材，看温度计的量程和分度值，记录数据； （3）估测冷水、温水、热水的温度，记录数据； （4）用温度计测量冷水、温水、热水的温度，操作正确，记录数据； （5）整理器材。 3、实验步骤
问题探讨：为什么不能用体温度测量热水的温度？因为热水的温度一般要超过体温计的量程，体温计会损坏。 温度与温度计习题 一、选择题(本大题共5小题,每题3分,共15分) 1.(2014 ·滨湖区质检) 下列关于温度的描述中符合实际的是( ) A.人体的正常温度为37℃ B.冰箱冷冻室的温度为10℃ C.饺子煮熟即将出锅时温度为50℃ D.加冰的橙汁饮料温度为-20 ℃ 【解析】选A。本题考查温度的估测。人体的正常温度为37℃, 冰箱冷冻室的温度低于0℃。1 标准大气压下水的沸点是100℃,故饺子煮熟即将出锅时的温度与沸水温度相同, 为100℃。加冰的橙汁饮料为冰水混合物, 温度为0℃。 2.(2014 ·连云港岗埠期中)体温计的测量精度可达到0.1℃, 这是因为( ) A.体温计的玻璃泡的容积比细管的容积大得多 B.体温计的测量范围只有35～42℃ C.体温计的玻璃泡附近有一段弯曲的细管 D.体温计比较短 【解析】选A。本题考查体温计的构造。体温计和常用温度计相比, 前者内径很细,而下端的玻璃泡则很大,使得有微小的温度变化,即吸收很少的热量, 管中水银上升的高度会非常明显, 所以可以测量得更为精密。 3.(2013 ·郴州中考)我国在高温超导研究领域处于世界领先地位, 早已获得绝对温度为100 K 的高温超导材料。绝对温度(T) 与摄氏温度的关系是T=(t+273)K, 绝对温度100 K 相当于( ) A.-173 ℃ B.-100 ℃ C.273℃ D.100℃ 【解析】选A。本题考查绝对温度与摄氏温度的关系。由T=(t+273)K 可
温度测量控制技术
温度测量控制技术 一、目的 1. 学会使用触点温度计，掌握恒温槽的控制技术。 2. 了解恒温槽的构造及各部件的作用，初步掌握其安装和使用方法。 3. 测绘恒温槽的灵敏度曲线。 二、仪器和试剂 玻璃缸恒温槽和超级恒温槽各一套（浴槽、加热器、触点温度计、电子继电器、搅拌器、精密温度计） 三、原理 许多物理化学参数的测定须在恒温条件下进行，一般采用恒温水浴来获得恒温条件，恒温槽是常用的一种以液体为介质的恒温装置，恒温槽包括玻璃缸恒温槽和超级恒温槽。 1．恒温槽的结构 讲解本实验所用玻璃缸恒温槽装置，超级恒温槽的结构。 恒温槽一般由浴槽、温度调节器（水银接点温度计）、继电器、加热器、搅拌器和温度计组成。当浴槽的温度低于恒定温度时，温度调节器通过继电器的作用，使加热器加热；当浴槽的温度高于所恒定的温度时即停止加热。因此，浴槽温度在一微小的区间内波动，而置于浴槽中的系统，温度也被限制在相应的微小区间内而达到恒温的要求。 恒温槽各部分设备介绍如下： ⑴浴槽当控温范围在室温附近时，浴槽常用玻璃槽，便于观察系统的变化情况，浴槽的大小和形状可根据需要而定。在常温下，多采用水作为恒温介质。为避免水分蒸发，当温度高于50℃时，常在水面上加一层石蜡油。 ⑵加热器常用加热器（如电阻丝等）。要求加热器惰性小、导热性好、面积大、功率适当。加热器的功率大小会影响温度控制的灵敏度。 ⑶温度计恒温槽中常以一支0.1℃分度的温度计测量浴槽的温度。 ⑷搅拌器搅拌器以马达带动，常采用调压器调节其搅拌速率，要求搅拌器工作时，震动小、噪声低、能连续运转。搅拌器应安装在加热器的上方或附近，以使加热的液体及时分散，混合均匀。 ⑸温度调节器它是决定恒温槽加热或停止加热的一个自动开关，用于调节恒温槽所要求控制的温度。实验室中常用水银接点温度计（又称水银触点温度计）水银接点温度计下半部为一普通水银温度计，但底部有一固定的金属丝与接点温度计中的水银相连接；在毛细管上部也有一金属丝，借助磁铁转动螺丝杆，可以随意调节改金属丝的上下位置。螺杆的标铁和上部温度标尺相配合可粗略估计所需控制的温度。 浴槽升温时，接点温度计中的水银柱上升，当达到所需恒定的温度时，就与上方的金属丝接触；温度降低时与金属丝断开。通过两引出导线与继电器相连，达到控制加热器回路的断路或通路。 水银接点温度计只能作为温度的调节器，不能作为温度的指示器，恒温槽的温度由精密温度计指示。 水银接点温度计控温精度通常是±0.1℃。当要求更高精度时，可选用控温精度更高的温度调节
热电偶测温系统实验报告材料书
热电偶测温系统 实验报告书 班级：铁道自动化091班 小组成员：何俊峰、严云钧、王鹏远、倪森 瑜、康宁
目录 一热电偶的工作原理，补偿方法及其应用1热电偶的工作原理 2热电偶的补偿方法 3热电偶的实际应用 二热电偶测温系统的相关介绍 1线路原理图 2主要原件及其作用 3调试方法及其注意事项 三实验收尾及总结报告 1处理实验数据 2 实验总结
一热电偶的工作原理，补偿方法及其应用1热电偶的工作原理 （1）概况：热电偶是一种感温元件,热电偶的工作原理这就要从热电偶测温原理说起。一次仪表，直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在Seebeck电动势—热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到不同的热电偶具有不同的分度表。热电偶回路中接入第三种金属资料时,只要该资料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将坚持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。 B热电偶工作原理：两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路，当接合点的温度不同时，回路中就会发生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度丈量的其中，直接用作丈量介质温度的一端叫做工作端(也称为丈量端)另一端叫做冷端(也称为弥补端)冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶实际上是一种能量转换器，将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度 （2）分类：（S型热电偶）铂铑10-铂热电偶 铂铑10-铂热电偶（S型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极（SN）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。 S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于S型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的S型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，“ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会（CCT）认为S型热电偶仍可用于近似实现国际温标。 S型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。 （R型热电偶）铂铑13-铂热电偶 铂铑13-铂热电偶（R型热电偶）为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（RP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极（RN）为纯铂，长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。 R型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。其物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中。由于R型热电偶的综合性能与S
居里温度的测定_实验报告
钙钛矿锰氧化物居里温度的测定 物理学院 111120160 徐聪 摘要：本文阐述了居里温度的物理意义及测量方法，测定了钙钛矿锰氧化物样品 在不同实验条件下的居里温度，最后对本实验进行了讨论。 关键词：居里温度，钙钛矿锰氧化物，磁化强度，交换作用 1. 引言 磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。在磁性材料内部，交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列：平行取向或反平行取向。但是随着温度升高，原子热运动能量增大，逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列，当升高到一定温度时，热运动能和交换作用能量相等，原子磁矩的有序排列不复存在，强磁性消失，材料呈现顺磁性，此即居里温度。 不同材料的居里温度是不同的。材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。 2.居里温度的测量方法 测量材料的居里温度可以采用许多方法。常用的测量方法有： （1）通过测量材料的饱和磁化强度的温度依赖性得到曲线，从而得到降为零时对应的居里温度。这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置，例如磁天平、振动样品磁强计以及等。 （2）通过测定样品材料在弱磁场下的初始磁导率的温度依赖性，利用霍普金森效应，确定居里温度。 （3）通过测量其他磁学量（如磁致伸缩系数等）的温度依赖性求得居里温度。 （4）通过测定一些非磁学量如比热、电阻温度系数、热电势等随温度的变化，随后根据这些非磁学量在居里温度附近的反常转折点来确定居里温度。 3. 钙钛矿锰氧化物 钙钛矿锰氧化物指的是成分为(R是二价稀土金属离子，为一价碱土金属离子)的一大类具有型钙钛矿结构的锰氧化物。理想的型(为稀土或碱土金属离子，为离子)钙钛矿具有空间群为的立方结构，如以稀土离子作为立方晶格的顶点，则离子和离子分别处在体心和面心的位置，同时，离子又位于六个氧离子组成的八面体的重心，如图1(a)所示。图1(b)则是以离子为立
温度测量控制系统的设计与制作实验报告(汇编)
北京电子科技学院 课程设计报告 ( 2010 – 2011年度第一学期) 名称：模拟电子技术课程设计 题目：温度测量控制系统的设计与制作 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 日期：2010年11月17日
目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、总体设计思想 (3) 四、系统框图及简要说明 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (5) 七、仿真结果 (8) 八、实测结果分析 (9) 九、心得体会 (9) 附录I：元器件清单 (11) 附录II：multisim仿真图 (11) 附录III：参考文献 (11)
一、电子技术课程设计的目的与要求 （一）电子技术课程设计的目的 课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 （二）电子技术课程设计的要求 1．教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。 2．能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 （一）课程设计名称 设计题目：温度测量控制系统的设计与制作 （二）课程设计要求 1、设计任务 要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统，测量温度范围：室温0～50℃，测量精度±1℃。 2、技术指标及要求： （1）当温度在室温0℃～50℃之间变化时，系统输出端1相应在0～5V之间变化。 （2）当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。 输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。 三、总体设计思想 使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求，该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。因此，我们可以利用它的这些特性，实现从温度到电流的转化；但是，又考虑到温度传感器应用在电路中后，相当于电流源的作用，产生的是电流信号，所以，应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。接下来应该是对产生电压信号的传输与调整，这里要用到电压跟随器、加减运算电路，这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节，所以选用了集成运放LM324和电位器；最后为实现技术指标（当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。）中的要求，选用了555定时器LM555CM。 通过以上分析，电路的总体设计思想就明确了，即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号，然后通过一系列的集成运放电路，使表示温度的电压放大，从而线性地落在0～5V这个区间里。最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。
温度检测与控制实验报告材料
实验三十二温度传感器温度控制实验 一、实验目的 1.了解温度传感器电路的工作原理 2.了解温度控制的基本原理 3.掌握一线总线接口的使用 二、实验说明 这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。 1.DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压围，使系统设计更灵活、方便。 DS18B20测量温度围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C围,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。 DS18B20部结构 DS18B20部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接 着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验 码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样 就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 232221202-12-22-32-4 Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 262524这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的
实验一温度测量
实验一 温度测量 一、实验目的： 掌握温度测量的硬件电路实现方法，以及测量所得信号的微机处理和显示方法。 二、实验内容： 利用半导体温度传感器AD590构成的测温电路及LabJack硬件接口测量温度信号并传入微机中；利用LabVIEW软件，设计虚拟仪器面板，将测得的信号通过显示器显示出来；分析和理解温度传感器原理与测量原理。 三、实验原理： 1、AD590构成的测温电路图如下图所示： 其中AD590传感器可视为电流随温度变化的电流源，其参数为1μA/K，电路输出电压与温度成正比。 2、测量电路输出的模拟电压通过labjack接口转化为数字信号输入pc,这一AD转换功能由labjack硬件平台提供，LabVIEW软件内的labjack软件功能模块实现硬件接口的驱动和通信及信号处理等基本功能的实现。 3、如图所示，当温度变化时，温度传感器AD590产生一线性电流，在电阻R11上形成响应的电压，该电压经过LM358进行一级和二级放大，输出一个正向、与温度变化大小成正比的线性电压。 四、实验步骤： 1、接线：将输出端AI0用电线连接至labjack的AI0端，并连接labjack地与实验箱地，达到共地。 2、调节硬件测温电路中的20K电位器阻值(顺时针放大)，从而调节输入信号幅度和电路的放大倍数，确定电路的电压输出幅度与温度变化之间的比例关系。
3、最终结果是：当温度升高时，响应的电压显示曲线也响应增大；反之亦然，当温度降低时， 响应的电压显示曲线也响应减小。 4、利用LabVIEW软件的设计平台及labjack提供的功能模块，设计温度监测及显示用虚拟仪器，完善功能界面。 五、实验结果与分析： 1、调节硬件测温电路中的20K电位器阻值(顺时针放大)，从而调节输入信号幅度和电路的放大倍数，确定计算放大倍数，分析电压输出幅度与温度变化之间的比例关系。 2、试改变温度，观察记录测量电压波形。若能得到正常结果，分析温度与电压之间关系；否则分析其不正常的原因，包括电路，元器件，程序等。 3、试着对采集的电压信号进行滤波处理，并分析干扰影响因素。 六、了解与思考： 1、理解AD590传感器工作原理。 2、通过本实验进一步了解LM358工作原理。 3、思考虚拟仪器在数据采集与检测中应用所可能涉及的硬件。 七、注意事项： 1、在接线过程，请断开电源。 2、实验过程中，请注意交流电安全。 3、勿接错PC机输入接口线。
(完整版)红外测温实验报告
红外测温方法 1.温度测量的基本概念 温度是度量物体冷热程度的物理量。在生产生活和科学实验中占有重要的地位。是国际单位之中的基本物理量之一。从能量角度来看，温度是描述系统不同自由度的能量发布状况的物理量。从热平衡角度来看，温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量。从微观上看，温度温度标志着系统内部分子无规则运动的剧烈程度。温度高的物体分子平均动能大，温度低的无题分子平均动能小。早期人们凭感觉出发，凭感觉到的冷热程度来区别温度的高低，这样的出来的结果不准确。研究表明，几乎所有的物质性质都与温度有关。例如尺寸，体积，密度，硬度，弹性模量，破坏强度，电导率，导磁率，光辐射强度等。利用这些性质及其随温度变化规律可进行温度测量。也就是说，温度只能通过物体随温度变化的某些特征来间接测量。而用来测量温度的尺标称为温标。它规定了温度的读数起点（零点）和基本单位。目前国际上用的较多的是华氏温标，摄氏温标，热力学温标和国际实用温标。 2. 红外测温原理，方法和适用范围 2.1红外测温原理 物体处于绝对温度零度以上时，因为其内部带电粒子的运动，以不同波长的电磁波的形式向外辐射能量。波长涉及紫外，可见，红外光区。物体的红外辐射量的大小几千波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过物体自身红外辐射能量便能准确的确定其表面温度。这就是红外辐射测温所应用的原理。 2.2红外测温仪结构 红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内置的算法和目标发射率校正、环境温度补偿后转变为被测目标的温度值。除此之外还应考虑目标和测温仪的环境条件，如温度，气压，污染和干扰等因素对其性能的影响和修正方法。 2.3红外测温仪器的种类 红外测温仪对于原理可分为单色测温仪和双色测温仪。对于单色测温仪，在例行测温时，检测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场，背景辐射能量就会进入测温仪的视场干扰测温读数，造成误差。相反，如果目
DS18B20温度测量设计实验报告
课程设计说明书(论文) 题目: 温度测量 课程名称: 单片机课程设计 专业: 电子信息工程 班级: 电信0901 学生姓名: 学号: 31 16 10 设计地点: 3#北603 指导教师: 设计起止时间：2012年5月2日至2012年5月22日
目录 一、设计功能要求： (3) 二、系统总体设计方案： (5) 1、基本设计思想： (5) 2、实施方案论述： (6) 三、系统分析与设计： (6) 1、程序流程图及说明 (6) 2、温度计的的电路设计 (9) 四、源码清单： (12) 五、改进意见与收获体会: (18) 六、主要参考资料： (19)
一、设计功能要求： 本次的设计主要是利用了数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后可以在LCD数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为-55~125℃，精确到0.5℃。 本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片机89C51，测温传感器使用DS18B20，用LCD1602实现温度显示。从温度传感器DS18B20可以很容易直接读取被测温度值，进行转换即满足设计要求。 本次使用的单片机89C51和MCS-51是完全兼容的，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器。其主要特点如下： ? 8位CPU。 ?工作频率最高为24M。 ? 128B数据存储器。 ? 4KB程序存储器。 ?程序存储器的寻址空间为64KB。 ?片外数据存储器的寻址空间为64KB。 ? 128个用户位寻址空间。 ? 21个字节特殊功能寄存器。 ? 4个8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。 ?两个16位定时/计数器。 ?两个优先级别的5个中断源。 ? 1个全双工的串行I/O接口，可多机通信。 ? 111条指令，喊乘法指令和除法指令。 ?较强的位处理能力。 ?采用单一+5V电源。 对于89C52而言，不同之处在于：有256B的数据存储器、8K的程序存储器、全双工串行I/O接口、6个中断源、3个16位定时/计数器，工作频率可升直33Mhz。比51拥有更高的性能。 单片机要对DS18B20进行读写，主要通过如下子程序进行驱动。
实验四 温度测量实验
实验四温度测量实验 一、实验目的 学习温度测量仪器的使用方法 二、实验内容 1、使用光学高温计测量灯泡的温度 2、使用K型热电偶，PT100铂电阻测量恒温水浴的温度 三、实验设备 1、WGJ01精密光学高温计 2、K型热电偶 3、YJ501型恒温水浴 4、PT100热电阻 5、水银温度计 6、电压表 7、热源 四、实验原理 1.热电偶测量温度原理 热电偶的测温原理基于热电效应：将两种不同的导体A和B连成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势。由于这种热电效应现象是1821年塞贝克（SEEBACK）首先提出的，故又称塞贝克效应（如图4-1所示）。 图4-1塞贝克效应示意图 人们把图4-1中两种不同材料构成的上述热电变换元件称为热电偶，导体A和B称为热电极，通常把两热电极的一个端点固定焊接，用于对被测介质进行温度测量，这一接点称为测量端或工作端，俗称
热端；两热电极另一接点处通常保持为某一恒定温度或室温，被称作参比端或参考端，俗称冷端。 热电偶闭合回路中产生的热电势由温差电势（又称汤姆逊电势）和接触电势（又称珀尔帖电势）两种电势组成。 温差电势是指同一热电极两端因温度不同而产生的电势。当同一热电极两端温度不同时，高温端的电子能量比低温端的大，因而从高温端扩散到低温端的电子数比逆向的多，结果造成高温端因失去电子而带正电荷，低温端因得到电子而带负电荷。当电子运动达到平衡后，在导体两端便产生较稳定的电位差，即为温差电势，如图4-2所示。 热电偶接触电势是指两热电极由于材料不同而具有不同的自由 电子密度，在热电极接点接触面处产生自由电子的扩散现象；扩散的结果，接触面上逐渐形成静电场。该静电场具有阻碍原扩散继续进行的作用，当达到动态平衡时，在热电极接点处便产生一个稳定电势差，称为接触电势，如图4-3所示。其数值取决于热电偶两热电极的材料和接触点的温度，接点温度越高，接触电势越大。 图4-2温差电势示意图图4-3接触电势示意图 设热电偶两热电极分别为A（为正极）和B（为负极），两端温度分别为t、t0，且t>t0；则热电偶回路总电势为 E(t，t0)＝EA B(t)-EA B(t0)-EA(t，t0)+EB(t，t0) (4-1) 由于温差电势E A(t，t0)和E B(t，t0)均比接触电势小很多，通常均可忽略不计。又因为t>t0，故总电势的方向取决于接触电势E AB(t)的方向，并且E AB(t0)总与E AB(t)的方向相反；这样，(4-1)式可简化为 E AB(t，t0)＝E AB(t，0)-E AB(t0，0) (4-2) 由此可见，当热电偶两热电极材料确定后，其总电势仅与其两端点温度t、t0有关。为统一和实施方便，世界各国均采用在参比端保持为零摄氏度，即t0＝0℃条件下，用实验的方法测出各种不同热电极组
DS18B20温度测量与控制实验报告
课程实训报告 《单片机技术开发》 专业：机电一体化技术 班级： 104201 学号： 10420134 姓名：杨泽润 浙江交通职业技术学院机电学院 2012年5月29日
目录 一、DS18B20温度测量与控制实验目的…………………… 二、DS18B20温度测量与控制实验说明…………………… 三、DS18B20温度测量与控制实验框图与步骤…………………… 四、DS18B20温度测量与控制实验清单…………………… 五、DS18B20温度测量与控制实验原理图………………… 六、DS18B20温度测量与控制实验实训小结………………
1.了解单总线器件的编程方法。 2.了解温度测量的原理，掌握DS18B20 的使用。
本实验系统采用的温度传感器DS18B20是美国DALLAS公司推出的增强型单总线数字温度传感器。 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。DS18B20测量温度范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然 保存。 DS18B20 内部结构 DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位光刻ROM、温 度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器。 DS18B20 的管脚排列如下: DQ 为数字信号输入/输出端；GND 为电源地；VDD 为外接 供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM 中的64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以 看作是该DS18B20 的地址序列码。64 位光刻ROM 的排列是： 开始8 位（28H）是产品类型标号，接着的48 位是该DS18B20 自身的序列号，最后8 位是前面56 位的循环冗余校验码 （CRC=X8+X5+X4+1）。光刻OMR 的作用是使每一个DS18B20 都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20 的目 的。 DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量，以12 位转化为例:用16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S 为符号位。 这是12 位转化后得到的12 位数据，存储在18B20的两个8 比特的RAM 中，二进制中的前面5 位是符号位，如果测得的温度大于0，这5 位为0，只要将测到的数值乘于0.0625 即可得到实际温度；如果温度小于0，这5 位为1，测到的数值需要取反加 1 再乘于0.0625 即可得到实际温度。
各种温度测量的原理及特点
刘国兵 温度是表示物体冷热程度地物理量，最常见地物理量之一，如：气温、体温、水温、油温、锅炉温度、电器温度等.随着科学技术地发展，对温度地测量也是多种多样，以下分别做简单介绍：资料个人收集整理，勿做商业用途 酒精温度计 利用酒精热胀冷缩地性质制成地温度计，也是最常见地环境温度计，外壳透明，内部红色酒精温度条；其成本和安全性比水银温度计高，一般测量温度范围是℃℃，可满足测量体温和气温地要求.资料个人收集整理，勿做商业用途 水银温度计 与酒精温度计类似，利用水银地热胀冷缩制成；水银地冰点是℃,沸点是℃，其冰点相对酒精要低，所以对于低温环境，北极、珠穆朗玛峰等不适用；但其较高地沸点，高精度，通常用来做科学实验和测量人体温度等.资料个人收集整理，勿做商业用途 热电阻温度计 热电阻是中低温区最常用地一种温度检测器.它地主要特点是测量精度高，性能稳定.其中铂热是阻地测量精确度是最高地，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准地基准仪，医疗方面也可作为电子体温计.一般测量温度范围为℃℃.资料个人收集整理，勿做商业用途热电偶温度计 热电偶是温度测量仪表中常用地测温元件，是由两种不同成分地导体两端接合成回路时，当两接合点热电偶温度不同时，就会在回路内产生热电流.其测温范围一般为℃℃，特殊情况下可高达－℃～℃.资料个人收集整理，勿做商业用途 相对于热电阻，热电偶测量精度一般不如热电阻，但是其测温范围更宽（特别是高温部分），测量速度快，能够远传电信号，便于自动控制和集中控制.资料个人收集整理，勿做商业用途 红外测温仪 红外测温仪采用非接触红外传感技术对目标进行安全、准确、快速、可靠地测量. 红外测温地原理：自然界中一切温度高于绝对零度（℃）地物体都会辐射出红外线，而辐射出地红外线地能量和温度是成正比地关系，红外测温仪就是通过透镜（如菲涅尔透镜）收集并汇集红外能量到红外传感器上，将其转化成一个电压信号，标定此电压与实际温度地对应关系，即可得到所测目标温度值.资料个人收集整理，勿做商业用途 目前红外测温仪及应用系统，已广泛应用于测量机械、化工、陶瓷、轻工、食品、冶金、电力、热处理等行业高温、危险及难以接近物体表面地温度.资料个人收集整理，勿做商业用途 双色红外测温仪 双色红外测温仪是红外测温仪地一种. 即测量物体在两个不同光谱范围内发出地红外辐射亮度并由这两个辐射亮度之比推断物体地温度.资料个人收集整理，勿做商业用途 双色红外测温仪工作原理：在选定地两个红外波长和一定带宽下，它们地辐射能量之比随着温度地变化而变化.利用两组带宽很窄地不同单色滤光片，收集两个相近波段内地辐射能量，将它们转化成电信号后再进行比较，最终由此比值确定被测目标地温度.资料个人收集整理，勿做商业用途 由原理决定双色测温消除了发射率对其测量地影响，测温灵敏度高，与目标地真实温度偏差较小.受测试距离和其间吸收物地影响也较小，在中、高温范围内使用效果比较好.资料个人收集整理，勿做商业用途 双色红外测温仪相对普通红外测温仪，测温灵敏度更高，可远距离测量半遮盖小物体温度，主要用于中、高温测量.资料个人收集整理，勿做商业用途
实验报告_高温超导材料临界转变温度的测定
高温超导材料临界转变温度的测定 一．实验目的 1．通过对氧化物超导材料的临界温度T C 两种方法的测定，加深理解超导体的两个基本特性； 2．了解低温技术在实验中的应用； 3．了解几种低温温度计的性能及Si 二极管温度计的校 正方法； 4．了解一种确定液氮液面位置的方法。 二．实验原理 1．超导现象及临界参数 1）零电阻现象 图1 一般金属的电阻率温度关系 在低温时，一般金属（非超导材料）总具有一定的电阻， 如图1所示，其电阻率 与温度T 的关系可表示为： 50AT +=ρρ （1） 式中0是T ＝0K 时的电阻率，称剩余电阻率，它与金属的纯 度和晶格的完整性有关，对于实际的金属，其内部总是存在杂质和缺陷，因此，即使使温度趋于绝对零度时，也总存在0。 图2 汞的零电阻现象 ρ ρ0.15 0.125 0.10 0.075 0.05 0.025 0.00 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 10-5Ω 电 阻 ︵ Ω ︶ T (K)
零电阻现象，如图2所示。需要注意的是只有在直流情况下才有零电阻现象，而在交 流情况下电阻不为零。 2）完全抗磁性 当把超导体置于外加磁场中时，磁通不能穿透超导体，超导体内的磁感应强度始终保持为0，超导体的这个特性称为迈斯纳效应。注意：完全抗磁性不是说磁化强度 图3 正常－超导转变 ρT 90% 50% 10% 变温度 T C ?T C 变温度
M 和外磁场B 等于零，而仅仅是表示M = B / 4。 超导体的零电阻现象与完全抗磁性的两个特性既相互独立又有紧密的联系。完全抗磁 性不能由零电阻特性派生出来，但是零电阻特性却是迈斯纳效应的必要条件。超导体的完全抗磁性是由其表面屏蔽电流产生的磁通密度在导体内部完全抵消了由外磁场引起的磁通密度，使其净磁通密度为零，它的状态是唯一确定的，从超导态到正常态的转变是可逆的。 3）临界磁场 把磁场加到超导体上之后，一定数量的磁场能量用来建立屏蔽电流以抵消超导体的内 部磁场。当磁场达到某一定值时，它在能量上更有利于 使样品返回正常态，允许磁场穿透，即破坏了超导电性。致使超导体由超导态转变为正常态的磁场称为超导体的临界磁场，记为H C 。如果超导体内存在杂质和应力等，则在超导体不同处有不同的H C ，因此转变将在一个很宽的磁场范围内完成，和定义T C 样，通常我们把H = H 0/2相应的磁场叫临界磁场。 4）临界电流密度 实验发现当对超导体通以电流时，无阻的超流态要受到电流大小的限制，当电流达到 某一临界值I C 后，超导体将恢复到正常态。对大多数超导金属，正常态的恢复是突变的。我们称这个电流值为临界电流I C ，相应的电流密度为临界电流密度J C 。对超导合金、化合物及高温超导体，电阻的恢复不是突变，而是随电流的增加渐变到正常电阻R 0。 图4 第I 类超导体临界磁场 随温度的变化关系 T C T H C H 0 超导态 正常态
温度测量及控制实验
温度测量及控制实验 一、实验目的 1、了解热电阻或热电偶等温度传感器的工作原理和与工作特性； 2、学习PID控制方法和原理，加深对各式温度传感器工作特性的认识。 二、实验原理 PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器，属于正温度系数热敏电阻传感器，具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。其电阻和温度变化的关系式如下：R=R0(1+αT) 其中α=0.00392，R0为100Ω(在0℃的电阻值)，T为摄氏温度 依据1821年塞贝克发现的热电现象，即：当两种不同的导体或半导体接成闭合回路时，如果它们的两端接点的温度不同，则在该回路中就会产生电流。这表明回路中存在电动势，称为塞贝克温差电势，简称热电势。 K型热电偶是以镍铬合金为正极，镍硅合金为负极的两导体的一端焊接而成的。这两根导体的焊接端称为K型的热电极，其焊接端为热端，非焊接端为冷端。在进行温度测量时，将插入被测的物体介质中，使其热端感受到被测介质的温度，其冷端置于恒定的温度下，并用连接导线连接电气测量仪表。由于两端所处的温度不同，在回路中就会产生热电势，在保持冷端温度不变的情况下，产生的热电势只随其热端温度而变化。因此，用电气测量仪表测得热电势的数值后，便可求出对应的温度数值。由于这种合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中。K型热电偶能测量较高温度，可长期测量1000度的高温，短期可测到1200度。 1.系统框图 控制系统的主要工作过程是：用户在人机界面上设置目标温度及各个控制参数，热电偶测量被控对象的温度信号，经过EM231热电偶模拟量输入模块转换为标准的数字量，PLC作出相应的数字处理，并进行PID控制的运算。在固态继电器输出方式下通过输出过程映像寄存器发出PWM波来驱动固态继电器控制加热器工作。在调压模块输出方式下通过模拟量输出模块EM232驱动调压模块控制加热器工作。
DS18B20数字温度计设计实验报告(1)
单片机原理及应用 课程设计报告书 题目：DS18B20数字温度计 姓名：李成 学号：133010220 指导老师：周灵彬 设计时间： 2015年1月
目录 1. 引言 (3) 1.1. 设计意义 (3) 1.2. 系统功能要求 (3) 2. 方案设计 (3) 3. 硬件设计 (4) 4. 软件设计 (8) 5. 系统调试 (10) 6. 设计总结 (11) 7. 附录 (12) 8. 参考文献 (15)
DS18B20数字温度计设计 1.引言 1.1. 设计意义 在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。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，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下： ●硬件电路复杂； ●软件调试复杂； ●制作成本高。 本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55～125℃，最高分辨率可达0.0625℃。 DS18B20可以直接读出被测温度值，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热点。 1.2. 系统功能要求 设计出的DS18B20数字温度计测温范围在0～125℃，误差在±1℃以内，采用LED数码管直接读显示。 2.方案设计 按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。 数字温度计总体电路结构框图如4.1图所示：
图4.1 3. 硬件设计 温度计电路设计原理图如下图所示，控制器使用单片机AT89C2051，温度传感器使用DS18B20，使用四位共阳LED数码管以动态扫描法实现温度显示。 主控制器单片机AT89C51 具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要， 很适合便携手持式产品的设计使用。系统可用两节电池供电。AT89C51的引脚图