实验一 温度测量实验
实验题目
实验一温度测量实验
日期
2016.4.6
姓名
杨智超
组别
双2
班级
13光电子班
学号
134090340
【实验目的】
了解DS18B20的特性和测量电路。
【实验器材】
光电技术创新综合实验平台一台
温度色敏模块一块
接导线若干
【实验原理】
DS18B20数字温度计提供9位（二进制）温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入或送出DS18B20，因此主机CPU到DS18B20仅需一条线。DS18B20的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个DS18B20在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个DS18B20可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。DS18B20的测量范围从-55℃到+125℃，增量值为0.5℃，可在1S内把温度变换成数字。
【实验结论与分析】
思考题：试使用热敏电阻或热敏传感器设计简易数字温度计？
本系统的温度测量采用热敏电阻。温度测量模块主要为温度测量电桥，当温度发生变化时，电桥失去平衡，从而在电桥输出端有电压输出，但该电压很小。将输出的微弱电压信号通过OP07放大，将放大后的信号输入AD转换芯片，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。数字温度计系统总框图如图3所示。
二、温度上、下限告警实验（可选作）
1、温度上、下限告警实验，可由学生自主编写程序完成，当温度大于35℃时液晶屏显示temp：high，当温度小于30℃时液晶屏显示temp：low，当温度在两者之间时显示temp：ok（此模块中单片机的P2.0脚已经连接到DS18B20的信号输出，P1口连接到液晶屏的数据口，P0.0连接LCD_RS，P0.1连接LCD_RW，P0.2连接LCD_EN，编写程序时可参考此模块的源程序，烧入程序的方式详见单片机模块）
表一环境温度测量实验
采集次数
1
2
3
4
5
6
7
8
温度数据
23.5℃
23.6℃
24.3℃
24.6℃
24.8℃
25.1℃
25.4℃
25.7℃
采集次数
9
10
11
12
13
14
15
16
温度数据
25.8℃
26.2℃
26.7℃
27.1℃
27.4℃
27.3℃
27.5℃
27.4℃
图2温度测量数据
二、温度上、下限告警实验
在keil5上写好程序并编译，将程序烧录至单片机，可以看到LCD1206液晶显示屏上显示，说明此时温度小于30℃。用手长捏住温度传感器DS18B20使温度大于35℃时，液晶屏显示为temp：high。放开手后，温度逐渐恢复至室温，显示屏显示temp：low，说明程序运行正常。
注意事项：
1、打开电源之前，将“电源调节”处旋钮逆时针调至底端；
2、实验操作中不要带电插拔导线，应该在熟悉原理后，按照接线图连接，检查无误后，方可打开电源进行实验；
3、若电流表或电压表显示为“1＿”时说明超出量程，选择合适的量程再测量；
4、严禁将任何电源对地短路。
【实验结果与数据处理】
一、环境温度测量实验
测量框图1如下：
图1 温ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测量框图
【实验步骤及注意事项】
实验步骤：
一、环境温度测量实验
1、使用二号台阶线将台体的+5V电源和地线连接到温度色敏实验模块的J2（+5V）、J3（GND）上，开启台体电源。
2、按下电源开关K1，弹起K2开关，观察液晶屏能否正常显示温度，用手长捏住U1即温度传感器DS18B20,观察温度显示值的变化。
图3数字温度计系统总框图
实验：用温度计测水的温度 (2)
实验：用温度计测水的温度简介本实验旨在通过使用温度计来测量水的温度，从而让学生了解温度计的使用方法以及水的温度计量。
通过实验的操作过程，学生将学会如何正确使用温度计，并能正确读取和记录水的温度。
实验材料•温度计•水•容器•实验记录表格实验步骤1.准备实验材料：温度计、水和容器。
2.将温度计放置在室温下一段时间，以使其适应室温。
3.使用容器装满水，注意水的数量要适中，不能过少也不能过多。
4.将温度计的温度计头部分放入水中，确保温度计头部完全浸入水中。
5.等待数秒钟，直到温度计上的温度读数保持稳定。
温度计的温度读数是水的温度。
6.记录测得的水温，并将其记录在实验记录表格中。
7.可以重复以上步骤，对不同的水样测量温度并记录。
实验注意事项1.使用温度计时，要小心操作，避免将温度计摔坏或破损。
2.在读取温度时，要注意眼睛与温度计的距离，以避免近视度数较深的人读取不准确。
3.在记录温度时，应该及时写下数字，以避免记忆犹豫导致的数据错误。
4.涉及到热水时，要小心烫伤，尤其是对于小孩子来说，需要有成人的指导和监督。
实验结果分析通过本实验测量得到的水温，可以帮助我们了解水的温度，也可以用于其他实验或日常生活中的需求。
通过实验记录表格，可以更好地比较不同水样的温度，观察其差异。
结论通过本实验，我们学会了用温度计来测量水的温度，并通过实验记录表格将测量结果记录下来。
实验结果可以帮助我们更好地了解不同水样的温度，并进行进一步的分析和研究。
拓展实验1.比较不同容器中水的温度差异。
可以准备不同大小、不同材质的容器，分别装满水并测量温度，观察不同容器中水的温度是否有差异。
2.研究水温和环境温度的关系。
可以在不同环境温度下测量水的温度，并记录下来进行比较，观察水温与环境温度是否存在相关性。
参考资料无。
实验之动态温度测量
实验一 动态温度的测量一、实验目的1熟悉动态温度测量的概念和原理2了解动态温度测量系统的基本构成3掌握动态温度测量的基本方法4了解常用的数据处理画图软件ORIGN二、实验原理1动态温度的主要特征是温度传感器的输出信息是随时间变动的。
造成变动的原因有两方面，一方面是传感器感受的温度是变动的，如被测对象本身的温度是变动的或用传感器去扫描一个不均匀的温度场；另一方面是被测对象温度并不变动，但传感器由常温突然进入高温中，由于被测对象和传感器之间的不稳定传热过程，使得传感器的温度随时间变化。
要注意的是：在各种动态测温过程中，传感器的温度并不等于被测温度，其差值为动态（响应）误差。
2气流温度作阶跃变动时传感器的响应：当传感器迅速插入温度恒定的气流或液体中相当于这种情况。
如将传感器由常温环境插入高温被测对象的瞬间为时间t 的起点，则传感器的温度为：g t j T CeT +=-τ （1） 其中g T 为被测对象的真实温度，积分参数C 由初始条件确定。
如初始条件为： t=0时，0j j T T =，则τtj g j g e T T T T --=-)(0 （2）根据式（2）可以得到传感器的温度上升曲线。
从理论上讲，当传感器插入被测对象后，只有经过无限长的时间才能达到被测对象的真实温度。
而在有限长时间内，温度计温度与气流温度总存在差值，这个差值就是动态误差。
在阶跃变化下，动态误差随着时间的增大而减少。
在通常情况下，当τ3>t 后，认为温度计达到了气流温度。
三、主要实验仪器油浴、两个锴装热电偶、计算机、7018采集模块四、实验内容1将热电偶从常温环境中突然放入加热的油裕中测量其温度上升曲线；2采用动态热偶法，将热电偶插入油裕中后立即取出，推算油裕的温度；五、思考题1有哪些措施可以减少动态温度测量的误差？2如果被测温度作线性变化和正弦振荡时传感器的响应分别是怎样？3你希望在动态温度测量实验上做如何改进才能引起自己的兴趣或对所学知识有更大的帮助？六、实验报告的书写要求1实验目的、实验时间、小组成员2实验仪器及其测量系统接线图3实验步骤4实验结果及数据分析5思考题。
温度测量实验的步骤和数据处理方法
温度测量实验的步骤和数据处理方法温度测量是物理实验中常见的步骤，它在很多领域中起着重要的作用，如天气预报、科学研究、工程设计等。
在温度测量实验中，正确的步骤和数据处理方法是非常重要的，下面将介绍一种常用的实验步骤和数据处理方法来准确测量温度。
实验步骤步骤一：准备实验装置首先，我们需要准备一个适合于温度测量的实验装置。
常用的温度传感器包括水银温度计、电子温度计和红外线测温仪等。
根据实验需要选择合适的温度传感器，并确保其精度和灵敏度满足实验要求。
步骤二：校准温度传感器在进行测量之前，我们需要先校准温度传感器，确保其测量结果准确可靠。
校准的具体方法根据不同的温度传感器而有所不同，一般包括将温度传感器暴露在已知温度下，与标准温度计进行对比，然后进行修正。
步骤三：测量温度当温度传感器校准完毕后，我们可以开始进行温度测量。
将温度传感器安放在希望测量温度的物体表面，并等待一段时间，直到温度传感器读数稳定。
记录下测量结果，可采取多次测量并取平均值来提高测量精度。
步骤四：记录其他相关数据除了温度测量值外，实验中可能还涉及到其他与温度有关的数据，如环境湿度、压力等。
在进行温度测量实验时，也需要将这些相关数据一并记录下来，以便后续的数据处理。
数据处理方法方法一：平均值计算在进行多次温度测量之后，为了提高测量结果的准确性，可以将所得的多组观测值进行平均。
计算平均值的方法是将所有观测值相加，然后除以观测次数。
平均值可以更好地反映温度测量的整体情况，减小个别观测值可能存在的误差。
方法二：误差分析温度测量实验中，我们无法避免一定的误差存在，因此进行误差分析也是很重要的。
根据实际情况，可以采用不同的方法对误差进行分析，如绝对误差、相对误差和标准差等。
通过误差分析可以评估我们的测量结果的准确性和可靠性，并为后续数据处理提供参考。
方法三：数据图表展示为了更好地展示测量结果，我们可以使用图表进行数据展示。
常用的图表包括折线图、柱状图和散点图等。
苏教版小学科学3-6年级实验精选
苏教版小学科学3-6年级实验精选本文档旨在为小学科学3-6年级的教师和学生提供一些实验精选，以帮助他们更好地理解科学知识和培养科学实验能力。
3年级实验精选实验一：测量温度实验目的：通过测量不同物体的温度，了解温度的概念和如何使用温度计。
通过测量不同物体的温度，了解温度的概念和如何使用温度计。
实验材料：温度计、水、冰块、杯子、温水、热水。
温度计、水、冰块、杯子、温水、热水。
实验步骤：1. 将温度计置于室温下，观察温度计的读数。
2. 将温度计放入冰水中，观察温度计的读数。
3. 将温度计放入温水中，观察温度计的读数。
4. 将温度计放入热水中，观察温度计的读数。
实验结果：记录每次测量的温度读数，并观察不同物体的温度差异。
记录每次测量的温度读数，并观察不同物体的温度差异。
实验结论：温度计可以用来测量物体的温度，温度较低时，温度计的读数较低；温度较高时，温度计的读数较高。
温度计可以用来测量物体的温度，温度较低时，温度计的读数较低；温度较高时，温度计的读数较高。
实验二：测量物体的长度实验目的：通过测量不同物体的长度，了解长度的概念和如何使用尺子进行测量。
通过测量不同物体的长度，了解长度的概念和如何使用尺子进行测量。
实验材料：尺子、书、铅笔、橡皮、手表等物体。
尺子、书、铅笔、橡皮、手表等物体。
实验步骤：1. 选择一个物体，使用尺子测量其长度，并记录结果。
2. 重复上述步骤，测量其他物体的长度。
实验结果：记录每个物体的长度测量结果，并观察不同物体的长度差异。
记录每个物体的长度测量结果，并观察不同物体的长度差异。
实验结论：尺子可以用来测量物体的长度，不同物体的长度有所差异。
尺子可以用来测量物体的长度，不同物体的长度有所差异。
4年级实验精选实验三：水的沸腾温度实验目的：通过观察水的沸腾过程，了解水的沸腾温度。
通过观察水的沸腾过程，了解水的沸腾温度。
实验材料：水、烧杯、温度计、火源。
水、烧杯、温度计、火源。
实验步骤：1. 在烧杯中倒入适量的水。
温度及其测量实验报告
一、实验目的1. 了解温度及其测量在科学研究、工业生产和日常生活中的重要性。
2. 掌握温度测量的基本原理和方法。
3. 熟悉常用温度测量仪器的使用和操作。
4. 分析温度测量误差，提高实验数据处理能力。
二、实验原理温度是表征物体冷热程度的一个物理量，常用单位有摄氏度（℃）和开尔文（K）。
温度测量方法主要有接触式测量和非接触式测量两种。
1. 接触式测量接触式测量是将温度传感器直接与被测物体接触，通过测量传感器内部温度变化来反映被测物体的温度。
常用的接触式温度传感器有热电偶、热电阻、热敏电阻等。
2. 非接触式测量非接触式测量是利用红外线、微波、超声波等手段，在不接触被测物体的情况下测量其温度。
常用的非接触式温度传感器有红外测温仪、微波测温仪、超声波测温仪等。
三、实验仪器与设备1. 热电偶温度计2. 铂电阻温度计3. 热敏电阻温度计4. 数字温度计5. 恒温水浴锅6. 温度计校准仪7. 数据采集器四、实验步骤1. 热电偶温度计测量（1）将热电偶温度计的冷端与恒温水浴锅的液体接触，确保冷端温度稳定。
（2）将热电偶温度计的热端插入恒温水浴锅的液体中，观察温度计示数。
（3）重复上述步骤，记录不同深度处的温度值。
2. 铂电阻温度计测量（1）将铂电阻温度计的冷端与恒温水浴锅的液体接触，确保冷端温度稳定。
（2）将铂电阻温度计的热端插入恒温水浴锅的液体中，观察温度计示数。
（3）重复上述步骤，记录不同深度处的温度值。
3. 热敏电阻温度计测量（1）将热敏电阻温度计的冷端与恒温水浴锅的液体接触，确保冷端温度稳定。
（2）将热敏电阻温度计的热端插入恒温水浴锅的液体中，观察温度计示数。
（3）重复上述步骤，记录不同深度处的温度值。
4. 数字温度计测量（1）将数字温度计的探头插入恒温水浴锅的液体中。
（2）观察数字温度计示数，记录温度值。
5. 温度计校准（1）将温度计校准仪的探头插入恒温水浴锅的液体中。
（2）观察温度计校准仪示数，记录温度值。
温度测量实验
AD590
制作:武洪涛
温度--电流转换 灵敏度：1uA/K
工作电压范围 3.5-30V
K=C+273.15 K绝对温度 C摄氏温度
记录表格
温度 AD590 电压 PT100 电压
制作:武洪涛
1 绘制输出电压与温度的关系图，写出表达式。 2 计算传感器灵敏度是多少？ 3 温度与电压是否线性关系？
思考题
制作:武洪涛
1、Pt100三根线中有二根线短接，短接的作 用是什么？PT100的工作电流是多大？ 2、 PT100如果在常温下想得到1mV/℃的灵敏 度将如何实现。 3、用AD590构成一个温度测量系统，直接显 示温度。
2 标准温度计的构成；
打开智能调节仪，按SET键3秒进入设置状态，在连续按11次 出现SN提示，选择PT1,5秒后自动回到测量状态。 用手接触PT100传感器，如果显示数字变化即为正常。
3 测量：打开加热开关，记录温度、AD590的输出电 压和PT100的输出电压，每5度记录一次，到50度关闭 加热电源。
制作:武洪涛
RT=R0（1+At+Bt*t） R0=100 A＝3.9684×10－3／℃，B＝－5.847×10－7／℃2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
100.00 100.40 100.79 101.19 101.59 101.98 102.38 102.78 103.17 103.57
10
20 30 40 50 60 70 80 90
实验电路标准温度计测量温度计热源测量对象温度测量实验vinad590r41k温度测量实验vinad590直接显示温度r41k实验步骤1连接电路pt100连接到智能调节仪ad590连接到电压表
常见温度测量实验报告
一、实验目的1. 了解常用温度测量方法的基本原理。
2. 掌握温度计的使用方法及注意事项。
3. 通过实验，提高对温度测量仪器的操作技能和数据分析能力。
二、实验原理温度是表征物体冷热程度的一个物理量，温度测量是科学研究、工业生产及日常生活中不可或缺的一部分。
本实验主要涉及以下几种温度测量方法：1. 液体膨胀法：利用液体受热膨胀、冷却收缩的性质来测量温度。
2. 热电偶法：利用两种不同金属导线在温度梯度作用下产生电动势（热电势）的性质来测量温度。
3. 半导体热敏电阻法：利用半导体材料的电阻值随温度变化的特性来测量温度。
三、实验器材1. 恒温水浴锅2. 比重瓶3. 温度计（液体膨胀式、热电偶式、热敏电阻式）4. 数据采集器5. 计算机软件6. 烧杯、玻璃棒、温度计夹具等四、实验步骤1. 液体膨胀法测量温度（1）将比重瓶放入恒温水浴锅中，调整水浴锅温度至预定值，保持一段时间。
（2）用温度计测量水浴锅内的水温，记录数据。
（3）将比重瓶取出，立即用温度计测量比重瓶内的液体温度，记录数据。
（4）计算液体膨胀引起的体积变化，根据液体膨胀系数计算温度变化。
2. 热电偶法测量温度（1）将热电偶插入恒温水浴锅中，调整水浴锅温度至预定值，保持一段时间。
（2）用温度计测量水浴锅内的水温，记录数据。
（3）读取热电偶的电动势值，根据热电偶分度表计算温度值。
3. 热敏电阻法测量温度（1）将热敏电阻传感器插入恒温水浴锅中，调整水浴锅温度至预定值，保持一段时间。
（2）用温度计测量水浴锅内的水温，记录数据。
（3）读取热敏电阻的电阻值，根据热敏电阻的温度特性曲线计算温度值。
五、数据处理1. 将实验数据整理成表格，包括实验条件、测量值、计算结果等。
2. 对实验数据进行误差分析，计算实验误差和相对误差。
3. 分析实验结果，总结温度测量方法的特点和适用范围。
六、实验结果与分析1. 通过实验，验证了液体膨胀法、热电偶法和热敏电阻法在温度测量中的可靠性。
小学科学教案：天气与气象现象实验
小学科学教案：天气与气象现象实验1. 引言天气与气象现象是小学科学中重要的内容之一。
通过进行相关实验，可以帮助学生理解天气形成的原因和预测天气变化的方法。
本教案将介绍几个适合小学生进行的天气与气象现象实验。
2. 实验一：温度测量实验2.1 实验目的通过手动测量温度，使学生了解不同物体在相同环境下的温度差异。
2.2 实验材料•温度计•不锈钢勺子、棉花球等不同材质的物体•热水、冷水2.3 实验步骤1.在室内放置一段时间，使各物体达到室温。
2.使用温度计分别测量不同物体表面的温度并记录。
3.将热水倒入一个容器中，将冷水倒入另一个容器中。
4.分别将不锈钢勺子和棉花球分别放入热水和冷水中浸泡片刻。
5.取出勺子和棉花球后，再次用温度计测量其表面温度并记录。
2.4 结果与讨论对比不同物体的温度，学生可以观察到相同环境下各物体的温度差异。
同时，通过热水和冷水浸泡后的温度变化，学生可以理解物体在不同温度环境中的受热与散热规律。
3. 实验二：云朵实验3.1 实验目的通过模拟云朵形成的过程，帮助学生理解云朵形成的原因。
3.2 实验材料•烧杯或透明容器•温水•冰块3.3 实验步骤1.在烧杯或透明容器中倒入少量温水。
2.将冰块放入另一个小容器中。
3.将小容器内的冰块按住悬浮在大容器上方，使冰块悬挂在温水上方。
4.静待片刻，观察大容器内是否会出现云朵般的气态。
3.4 结果与讨论当冰块悬挂在温水上方时，由于冰块表面温度低于环境温度，空气中的水蒸气会凝结在冰块表面，形成类似云朵的气态。
这个实验可以帮助学生理解云朵形成的基本原理。
4. 实验三：风向实验4.1 实验目的通过观察风向标的指示，帮助学生了解风向的变化和天气预测。
4.2 实验材料•风向标（可以自制或购买）•扇子或吹风机4.3 实验步骤1.将风向标放置在适宜的位置，并保持平稳。
2.使用扇子或吹风机吹向风向标，改变空气流动方向和强弱。
3.观察风向标上箭头指示区域的指示是否随着空气流动而改变。
利用热传感器设计温度测量实验方案
改进温度计算模型精度
建立高精度温度计算模型
基于传热学原理和实验数据，建立高精度温度计算模型，减小计算误差。
考虑环境因素影响
在温度计算模型中考虑环境温度、湿度等因素对测量结果的影响，提高模型适用性。
模型参数优化
通过对比实验数据和计算结果，不断调整模型参数，使模型更加符合实际测量情况，提高 计算精度。
改进传感器封装
采用低热阻、高绝缘性能的封装材料，降低传感器自身热损失，提 高测量精度。
优化数据采集系统性能
高速数据采集
选用高速数据采集卡，提高数据采集速度，确保实时、准确地记 录温度变化。
数据滤波处理
采用数字滤波技术，对采集到的数据进行平滑处理，消除噪声干 扰，提高数据质量。
多通道同步采集
实现多通道数据同步采集，以便同时监测多个位置的温度变化， 提高实验效率。
线性回归模型
利用线性回归方法建立温度与传感器输出之间的线性关系 模型，实现温度的快速预测。
非线性回归模型
考虑温度与传感器输出之间的非线性关系，采用多项式回 归、支持向量回归等方法构建非线性模型，提高温度预测 的精度。
神经网络模型
利用神经网络的强大拟合能力，构建多层感知器、循环神 经网络等模型，实现温度的高精度预测和复杂温度场的重 构。
利用热传感器设计温度测
量实验方案
汇报人：XX
2024-01-11
• 实验目的与原理 • 实验器材与准备 • 实验步骤与操作 • 数据处理与分析方法 • 实验结果展示与讨论 • 实验优化与改进方向
01
实验目的与原理
实验目的
1
学习和掌握热传感器的基本原理和工作方式
2
利用热传感器设计和实施温度测量实验
测量温度变化实验报告
一、实验目的1. 了解温度计的工作原理和测量方法；2. 掌握温度变化的基本规律；3. 学会使用温度计进行温度测量实验。
二、实验原理温度是表示物体冷热程度的物理量，温度计是测量温度的仪器。
本实验通过测量不同温度下物体的温度变化，探究温度变化的基本规律。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：温度计、水浴锅、温度计支架、酒精灯、烧杯、加热装置、搅拌器；2. 实验材料：水、冰块、金属块、酒精、石蜡等。
四、实验步骤1. 准备实验仪器和材料，将温度计固定在温度计支架上；2. 将水倒入烧杯中，放入冰块，用温度计测量冰水混合物的温度，记录数据；3. 将烧杯放入水浴锅中，用酒精灯加热水浴锅，观察温度计示数的变化，记录不同温度下的数据；4. 当水温达到预定温度时，停止加热，观察温度计示数的变化，记录数据；5. 重复步骤2-4，分别测量不同物质的温度变化，如金属块、石蜡等；6. 分析实验数据，总结温度变化规律。
五、实验数据1. 冰水混合物温度：0℃；2. 加热水浴锅时，温度随时间变化如下：时间（min） | 温度（℃）------------ | ------------0 | 102 | 303 | 404 | 505 | 606 | 707 | 808 | 909 | 10010 | 1103. 金属块温度随时间变化如下：时间（min） | 温度（℃）------------ | ------------0 | 201 | 402 | 603 | 804 | 1005 | 1206 | 1407 | 1608 | 1809 | 2004. 石蜡温度随时间变化如下：时间（min） | 温度（℃）------------ | ------------0 | 501 | 602 | 703 | 804 | 905 | 1006 | 1107 | 1208 | 1309 | 14010 | 150六、实验结果与分析1. 通过实验，我们得到了不同物质的温度变化数据；2. 分析实验数据，发现温度随时间的变化呈线性关系，即温度随时间的增加而升高；3. 不同物质的温度变化速率不同，这与物质的导热性能有关；4. 在实验过程中，温度计的示数稳定，说明温度计具有较高的测量精度。