多功能溫度檢測記錄儀的設計

摘要：文中針對普通物理實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時顯示、溫度定時定次測量、兩路溫度同時測量和溫差實時計算與記錄、溫度波動的實時監測和自動繪制“溫度-時間”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。其可以長時間在無人監控的情況下工作，存儲的數據在掉電后不丟失。通過“混合法測固體比熱”實驗驗證，可適用于絕大多數的普通物理實驗中的溫度測量。
關鍵詞：溫度傳感器；單片機；溫度檢測

0 前言
目前，普通物理實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系為非線性導致測量溫度不精確、讀數繁瑣、測量時間長、功能比較單一。這兩種溫度計在測溫時精度不高，人為讀數誤差大，特別是面對定點間隔連續測溫、兩點同時測溫等場合時，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。其除了可以實現高精度的溫度實時測量外，還可以實現定點等間隔連續測溫、兩點同時實時測溫、測量數據的自動存儲和簡單計算處理等功能，這樣可以將同學們從繁重的溫度記錄工作中解脫出來，去關注實驗原理、實驗數據處理和分析實驗數據的意義等更有深度的工作，從而進一步加強普通物理實驗對學生綜合專業技能的培養。

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、鍵盤控制模塊和報警模塊組成，如圖1所示。系統工作時，主控模塊通過液晶屏顯示主菜單，然后通過鍵盤選擇相應的功能，系統掉電數據不丟失，方便實驗數據的保存。

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調其他模塊的工作。它可以讀取溫度檢測模塊的實時溫度數據并進行簡單計算，然后存儲并顯示；或者根據鍵盤輸入的命令進行相應的操作，完成各種溫度檢測的功能。