多功能溫度檢測記錄儀的設計

摘要：文中針對普通物理實(shí)驗中溫度測量的局限性，提出了多功能溫度檢測記錄儀的設計。該設計集成了溫度實(shí)時(shí)顯示、溫度定時(shí)定次測量、兩路溫度同時(shí)測量和溫差實(shí)時(shí)計算與記錄、溫度波動(dòng)的實(shí)時(shí)監測和自動(dòng)繪制“溫度-時(shí)間”變化圖等功能，讀數方便，反映靈敏，精確度可達到0．01℃，是比較理想的溫度檢測系統。其可以長(cháng)時(shí)間在無(wú)人監控的情況下工作，存儲的數據在掉電后不丟失。通過(guò)“混合法測固體比熱”實(shí)驗驗證，可適用于絕大多數的普通物理實(shí)驗中的溫度測量。
關(guān)鍵詞：溫度傳感器；單片機；溫度檢測

0 前言
目前，普通物理實(shí)驗中的溫度測量絕大多數采用水銀或酒精溫度計和熱電偶溫度計，但水銀溫度計的示值常滯后于實(shí)際溫度且讀數不方便；熱電偶溫度計由于溫度與電勢差的關(guān)系為非線(xiàn)性導致測量溫度不精確、讀數繁瑣、測量時(shí)間長(cháng)、功能比較單一。這兩種溫度計在測溫時(shí)精度不高，人為讀數誤差大，特別是面對定點(diǎn)間隔連續測溫、兩點(diǎn)同時(shí)測溫等場(chǎng)合時(shí)，所得數據不僅誤差較大，而且不易操作。
針對這種情況我們設計并制作了多功能溫度檢測記錄儀。其除了可以實(shí)現高精度的溫度實(shí)時(shí)測量外，還可以實(shí)現定點(diǎn)等間隔連續測溫、兩點(diǎn)同時(shí)實(shí)時(shí)測溫、測量數據的自動(dòng)存儲和簡(jiǎn)單計算處理等功能，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)驗原理、實(shí)驗數據處理和分析實(shí)驗數據的意義等更有深度的工作，從而進(jìn)一步加強普通物理實(shí)驗對學(xué)生綜合專(zhuān)業(yè)技能的培養。

1 系統設計
1．1 系統總體結構
多功能溫度檢測記錄儀的系統結構由主控模塊、溫度檢測模塊、顯示模塊、存儲模塊、鍵盤(pán)控制模塊和報警模塊組成，如圖1所示。系統工作時(shí)，主控模塊通過(guò)液晶屏顯示主菜單，然后通過(guò)鍵盤(pán)選擇相應的功能，系統掉電數據不丟失，方便實(shí)驗數據的保存。

1．2 硬件電路設計
系統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單片機作為主控芯片。主控模塊主要控制并協(xié)調其他模塊的工作。它可以讀取溫度檢測模塊的實(shí)時(shí)溫度數據并進(jìn)行簡(jiǎn)單計算，然后存儲并顯示；或者根據鍵盤(pán)輸入的命令進(jìn)行相應的操作，完成各種溫度檢測的功能。