3.2探究固体熔化时温度的变化规律实验报告
班级：实验人：组次：
实验名称：
提出问题:探究物质熔化时温度变化有什么规律
猜想假设：
实验设计：（提供粉末状的海波和蜡这两种固体物质）
一.试验器材：
二.实验目的：海波（蜡）在熔化过程中温度变化有什么规律？
三.实验注意事项：
（1）组装实验仪器：组装顺序是自下而上，各位置要适中，用酒精灯外焰加热，使用时绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯，用完酒精灯必须用灯帽盖灭。
（2）对试管中物质使用“水浴”加热的目的是为了使物质受热均匀：
（3）实验中温度计的作用：测量温度，使用时玻璃泡要完全浸入在液体中，不能接触到试管底部或侧壁。
（4）注意实验安全。如意外酒精在桌子上燃烧用湿抹布盖住灭火。
（5）实验中人员分工：报时、报温度值、报物质状态（固态、液态、固液混合）、记录数据、安全员关顾好仪器，防止烫伤等安全事故发生。
四.进行实验与收集数据
实验步骤；
（1）组装实验装置：按照课本（P54图3、2-1）由安装。
（2）进行实验：点燃酒精灯加热，观察的变化情况，并仔细观察温度计示数变化。
（3）观察物态变化、记录温度。（三报一记录到位）
①待海波的温度升至40℃时每隔1min记录一次温度和物质状态。
②待蜡加热后每隔1min记录温度并观察蜡的状态记录于表格中。
（4）根据的熔化实验数据，在表格中绘出它们熔化的图像。
（5）根据数据绘制熔化图像，分析论证得出结论。
实验数据表格：（）
五、分析与论证：
实验结论：海波和石蜡在熔化前、熔化过程中和熔化后三个阶段的温度特点：1．海波在熔化前，不断热，温度；熔化过程中，不断热，温度；熔化后继续吸热时，温度。
2．石蜡在熔化前，不断热，温度；熔化过程中，不断热，温度；熔化后继续吸热时，温度。
六、交流评估：（第二课时完成）
1.实验过程是否合理？结论与设想的差异？和其他小组结果是否相同？有没有可能出错？
2.凝固过程是熔化的逆过程，实验推理的方法得出结论；液体凝固过程中温度是如何变化的？
七、巩固练习
如图两种物质在固态时温度随时间的变化曲线。请根据图象回答下列问题。（1）由图判断出图线是晶体，该晶体的熔点是；
熔化时间是分钟；
另一图线的物质可能是。
（2）由图分析乙物质：
温度升高的是段，
温度不变的是段，
AB段处于状态，
BC段处于状态，
CD段处于状态，
吸热的是段。
水温控制系统（B题） 摘要 在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机和电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费。但是利用AT89C51 单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成的控制系统却能解决这个问题。单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，并显示于1602显示器上。该系统具有灵活性强，易于操作，可靠性高等优点，将会有更广阔的开发前景。 水温控制系统概述 能源问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子，世界将失去一切颜色，人们将寸步难行，我们知道虽然电能是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽，我们将面临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的角度出发，节省电能，保护环境。 一、设计任务 设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为 1 升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 二、要求 1、基本要求 （1）温度设定范围为：40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。 （2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。 （3）能显示水的实际温度。 第2页，共11页
2、发挥部分 （1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。 （2）温度控制的静态误差≤0.2℃。 （3）在设定温度发生突变时，自动打印水温随时间变化的曲线。 （4）其他。 一系统方案选择 1.1 温度传感器的选取 目前市场上温度传感器较多，主要有以下几种方案： 方案一：选用铂电阻温度传感器。此类温度传感器线性度、稳定性等方面性能都很好,但其成本较高。 方案二：采用热敏电阻。选用此类元器件有价格便宜的优点，但由于热敏电阻的非线性特性会影响系统的精度。 方案三：采用DS18B20温度传感器。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出远端引入。此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点其各方面特性都满足此系统的设计要求。 比较以上三种方案，方案三具有明显的优点，因此选用方案三。 1.2温度显示模块 方案一：采用8个LED八段数码管分别显示温度的十位、个位和小数位。数码管具有低能耗，低损耗、寿命长、耐老化、对外界环境要求低。但LED八度数码管引脚排列不规则，动态显示时要加驱动电路，硬件电路复杂。 方案二：采用带有字库的12864液晶显示屏。12864液晶显示屏具有低功耗，轻薄短小无辐射危险，平面显示及影像稳定、不闪烁、可视面积大、画面
《熔化和凝固》 教学设计 西城区北京四中李丽娟 教学设计思路： “物态变化”一章研究了物质常见的3种状态间的6个变化。虽然这节课位于第四章的第二节，但“熔化和凝固”是学生即将要学习的六个变化中的第一对变化。本节教学的关键是晶体、非晶体熔化实验的数据分析，所以完成晶体、非晶体熔化实验是本节课的前提。这节课中，学生是第一次在一个实验中使用如此复杂的仪器，第一次观察和记录如此多的现象和数据，第一次学习用图像的方法分析数据找规律，所以，教师和学生必须在课前做好充足的准备，才能在课堂上完成这个探究实验，获得有效的实验数据，进行分析，找到规律。教师认为，在一节课的时间里，学生如果每一个探究的环节都在课堂里进行，教学任务是完成不了的，所以将制定计划、设计实验的环节提前布置由学生在家完成，要求学生根据教师给出的问题进行深入的思考，并写出部分的实验报告，课堂上直接进行交流。另外，这节课主要是通过实验获得固体熔化的实验数据，画出温度随加热时间变化的关系图像，所以本节课中暂不训练学生组装实验仪器的能力，教师事先调整好实验装置，做实验前先向学生介绍实验装置，学生只需将“熔化和凝固实验器”装入大烧杯的热水中就可以进行实验了。这个实验中使用的“熔化和凝固实验器”及采用“水浴法”加热，很好的解决了海波受热不均的问题，使固液共存的状态可以清楚地被记录下来，降低了学生学习的难度。为了能够在有效的时间里完成教学任务，教师还将全班分成两个大组，分别、同时进行海波和石蜡熔化过程的探究。具体教学环节如下： 本节课先用温度计测冰水混合物的温度，既复习了旧知识，也引起学生对冰熔化时温度的关注。实验的器材外观很大，教师在上课前将实验装置摆放在正对实验室门口的位置，引导学生进实验室的时候先读出温度计的示数，不仅激发了学生学习的兴趣，同时此演示实验还隐含着本节课的知识--晶体的熔化。 新课引入时，通过丰富、漂亮的图片让学生感受物质的不同物态，再由两个生活中常见的对比实验引出本节课的主要知识“熔化和凝固”，展示“铁熔化为铁水”的图片，提出本节课的探究课题：“探究固体熔化过程中的温度变化规律”。学生先展示和交流提前预习完成的实验方案，然后开始动手实验，教师在这节课中将利用温度传感器与学生一起完成实验。分析实验数据时，将采用一种新的方法--图像法，这是本节课要着重解决的重点。教师采用先由学生初步分析，互相讨论、补充，教师一边引导的方式得出初步的结论，再带领学生整理、归纳，得出晶体熔化温度变化的规律，在这个过程中使学生理解怎样看物理的图像，怎样分析物理的图像，怎样从图像的分析中找到规律，体会出图像直观，形象的特点。接下来由学生自行分析石蜡融化的图像，巩固落实图像法。通过对比海波和石蜡熔化时的图像，得出固体可以分为两类----晶体和非晶体。 通过分析，是学生了解熔化的条件；通过资料表查出海波的熔点，引导学生对比所作实验，继续思考、做出评估；通过资料表查出冰的熔点，再测冰水混合物的温度，呼应开篇，提出问题：“冰水混合物的温度与冰的多少有关吗”？引导学生观察冰变少了，但是冰水混合物的温度还是00C，加深对熔化过程的理解；教师视频展示课前做的“水的凝固”实验，并展示教师记录的数据，学生根据实验数据验证自己的猜想，教师再展示晶体和非晶体的熔化和凝固图像，加深对熔化和凝固图像的理解。 最后布置学生在家完成“水凝固和冰熔化”的实验，做出水凝固和冰熔化过程中温度随时间变化的图像，并查资料，了解“熔化和凝固的应用”，将科学探究延伸到课外。
成绩： 重庆邮电大学 自动化学院综合实验报告 题目：51系列单片机闭环温度控制 学生姓名：蒋运和 班级：0841004 学号：2010213316 同组人员：李海涛陈超 指导教师：郭鹏 完成时间：2013年12月
一、实验名称： 51系列单片机闭环温度控制实验 ——基于Protuse仿真实验平台实现 基本情况： 1. 学生姓名： 2. 学号： 3. 班级： 4. 同组其他成员： 二、实验内容(实验原理介绍) 1、系统基本原理 计算机控制技术实训，即温度闭环控制，根据实际要求，即加温速度、超调量、调节时间级误差参数，选择PID控制参数级算法，实现对温度的自动控制。 闭环温度控制系统原理如图： 2、PID算法的数字实现 本次试验通过8031通过OVEN 是模拟加热的装置，加一定的电压便开始不停的升温，直到电压要消失则开始降温。仿真时，U形加热器为红色时表示正在加热，发红时将直流电压放过来接，就会制冷，变绿。T端输出的是电压，温度越高，电压就越高。
8031对温度的控制是通过可控硅调控实现的。可控硅通过时间可以通过可控硅控制板上控制脉冲控制。该触发脉冲想8031用软件在P1.3引脚上产生，受过零同步脉冲后经光偶管和驱动器输送到可控硅的控制级上。偏差控制原理是要求对所需温度求出偏差值，然后对偏差值处理而获得控制信号去调节加热装置的温度。 PID控制方程式： 式中e是指测量值与给定值之间的偏差 TD 微分时间 T 积分时间 KP 调节器的放大系数 将上式离散化得到数字PID位置式算法，式中在位置算法的基础之上得到数字PID 增量式算法： 3、硬件电路设计 在温度控制中，经常采用是硬件电路主要有两大部分组成：模拟部分和数字部分，对这两部分调节仪表进行调节，但都存在着许多缺点，用单片机进行温度控制使构成的系统灵活，可靠性高，并可用软件对传感器信号进行抗干拢滤波和非线性补偿处理，可大大提高控制质量和自动化水平；总的来说本系统由四大模块组成，它们是输入模块、单片机系统模块、计算机显示与控制模块和输出控制模块。输入模块主要完成对温度信号的采集和转换工作，由温度传感器及其与单片机的接口部分组成。利用模拟加热的
第二节熔化和凝固 ?教学目标 一、知识与能力 1. 理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态. 2?了解物质的固态和液态之间是可以转化的. 3. 了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别. 4. 了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义. 二、过程与方法 1. 通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力. 2. 通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的条件.培养学生的实验能力和分析概括能力. 3. J. 三、情感态度与价值观 1. 通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感. 2. 通过实验培养学生善于实践和勇于克服困难的良好意志和品质. ?教学重点 通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力，实验能力和分析概括能力. ?教学难点 指导学生通过对实验的观察，分析概括，总结出固体熔化时温度变化的规律，并用图象表示出来. ?教学方法 观察法、实验法、分析法、讨论法 ?教学用具 酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪 ?课时安排 1课时 ?教学过程 一、创设情境，提出问题，导入新课 ［师］春天来了，河面上的冰开始熔化成水.炎炎的夏天，洒在地上的水干了，变成看不见的水蒸气，跑得无影无踪.想了解这是为什么吗？我们从这节课开始学习.在你们小学《自然常识》中学过自然界的物质，还记得吗？ ［生甲］自然界的物质常以固态、液态和气态三种形态存在着. 「牛-乙］冰是固体，水雄液体，水蒸气是气体 ［生丙］物质的状态不是一成不变的.当物体温度发生变化时，物质的状态也往往发生改变. ［师］大家回答地很好.确实是随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化.通常是固态的铝、铜、铁等金属，在很高的温度时也会变成液态、气态；通常是气态的氧气、氮气、氢气等，在温度很低时也会变成液态、固态那么，水结成冰和冰熔化成水属于什么过程？ ［生甲］物质从固态变成液态的过程叫做熔化（melting）.
温度控制电路实验报告 篇一：温度压力控制器实验报告 温度、压力控制器设计 实 验 报 告 设计题目：温度、压力控制器设计 一、设计目的 1 ?学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握微机控制系统设计的基本方法； 2.学会单片机模块的应用及程序设计的方法； 3?培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 二、设计任务及要求 1.利用赛思仿真系统，以MCS51单片机为CPU设计系统。 2?设计一数据采集系统，每5分钟采集一次温度信号、10分钟采集一次压力信号。并实时显示温度、压力值。 3.比较温度、压力的采集值和设定值，控制升温、降温及升压、降压时间，使温度、压力为一恒值。 4?设温度范围为：-10—+40°C、压力范围为0—100P&；升温、降温时间和温度上升、下降的比例为1°C/分钟，升压、降压时间和压力上升、下降的比例为10P"分钟。
5?画出原理图、编写相关程序及说明，并在G6E及赛思 仿真系统上仿真实现。 三、设计构思 本系统硬件结构以80C51单片机为CPU进行设计，外围扩展模数转换电路、声光报警电路、LED显示电路及向上位PC机的传输电路，软件使用汇编语言编写，采用分时操作的原理设计。 四、实验设备及元件 PC机1台、赛思仿真系统一套 五、硬件电路设计 单片微型计算机又称为微控制器，它是一种面向控制的大规模集成电路芯片。使用80C51来构成各种控制系统，可大大简化硬件结构，降低成本。 1.系统构架 2.单片机复位电路 简单复位电路中，干扰易串入复位端，在大多数情况下不会造成单片机的错误复位，但会引起内部某些寄存器的错误复位，故为了保证复位电路的可靠性，将RC电路接斯密特电路后再接入单片机和外围IC的RESET引脚。 3.单片机晶振电路 晶振采用12MHz,即单片机的机器周期为1卩so 4.报警电路
实验四十四 声悬浮实验 【实验目的】 1. 观察声悬浮现象，并利用声悬浮现象测量声速； 2. 用驻波法（共振干涉法）和时差法测量声速。 【实验方案】 一般地讲，弹性介质中的纵波都被称为声波。频率在20～20000Hz 之间的声波，能引起人的听觉，称为可闻声波，也简称声波。频率低于20Hz 的叫做次声波，高于20000Hz 的叫做超声波。 介质中有声波传播时的压力与无声波时的静压力之间有一差额，这一差额称为声压。声波是疏密波，在稀疏区域，实际压力小于原来的静压力，声压为负值；在稠密区域，实际压力大于原来的静压力，声压为正值。以p 表示声压，则有 )sin(kx t p p m --=ω （1） 其中，ω=2π/T ，为声波的角频率；k =2π/λ，为声波的角波数；而声压振幅 ωρuA p m = （2） 其中ρ为介质密度，u 为声波波速（简称声速），A 为声波振幅，ω为声波角频率。由（2）式可知，声压的大小由4个物理量来决定。因为声速的大小仅由声波传播时所经过的介质来决定，所以在传播介质一定的情况下，声压的大小主要取决于声波的振幅和频率。 声强就是声波的强度，即为 u p uA I m ρωρ2222121== （3） 声悬浮是利用高强度声波产生的声压来平衡重力，从而实现物体悬浮的一种技术。由于驻波产生的声压远大于行波，所以声悬浮实验普遍采用驻波。 一个最简单的驻波系统可由一个声发射端和一个声反射端构成，即形成一个谐振腔。发射端到反射端的距离L 是可调的，以满足驻波条件。如果将声场近似看作平面驻波，则驻波条件为 3212，，，==n n L λ ， （4） 发射面和反射面是声压的两个波腹，声压波节位于λ/4，3λ/4，5λ/4，…处。在声压波节处，声辐射力具有回复力的特性，即一旦样品有所偏离，就会被拉回原位置，所以声压波节就是样品的稳定悬浮位置。因此可以悬浮的样品数应为n 个，且两个样品之间的距离为λ/2。通常，选择声波的传播方向与重力方向平行，以克服物体的重力。较重的物体，其悬浮位置会偏向声压波节的稍下方。 以悬浮一个半径为r 的小球为例，若平面驻波的声压为 ) sin()cos(t kx p p m ω= （5） 则它在小球上产生的声辐射力为 )2sin(265322kh r p F m ??? ??=λπρωπ （6）
温度控制电路设计一、设计任务 设计一温度控制电路并进行仿真。 二、设计要求 基本功能：利用AD590作为测温传感器，T L 为低温报警门限温度值，T H 为高 温报警门限温度值。当T小于T L 时，低温警报LED亮并启动加热器；当T大于 T H 时，高温警报LED亮并启动风扇；当T介于T L 、T H 之间时，LED全灭，加热器 与风扇都不工作（假设T L ＝20℃，T H ＝30℃）。 扩展功能：用LED数码管显示测量温度值（十进制或十六进制均可）。 三、设计方案 AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4V至30V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1μA/K。AD590适用于150℃以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。 主要特性：流过器件的电流(μA) 等于器件所处环境的热力学温度(K) 度数；AD590的测温范围为- 55℃~+150℃；AD590的电源电压范围为4～30 V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；输出电阻为710mΩ；精度高，AD590在-55℃~+-150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。 基本使用方法如右图。 AD590的输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准， 每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其 输出电流I out =（273+25）=298μA。 V o 的值为I o 乘上10K，以室温25℃而言，输出值为 10K×298μA=2.98V 。 测量V o 时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。 温度控制电路设计框图如下： 温度控制电路框图 由于Multisim中没有AD590温度传感器，根据它的工作特性，可以采用恒流源来替代该传感器，通过改变电流值模拟环境温度变化。通过温度校正电路得
实验四 温度控制系统（一） 一. 实验目的： 1?了解温度控制系统的组成环节和各环节的作用。 2. 观察比例、积分、微分控制规律的作用，并比较其余差及稳定性。 3. 观察比例度3、积分时间T I 、微分时间T D 对控制系统（闭环特性）控制 品质的影 响。 二. 温度控制系统的组成： 电动温度控制系统是过程控制系统中常见的一种，其作用是通过一套自 动控制装 置，见图4-1,使炉温自动维持在给定值。 图4-1温度控制系统 炉温的变化由热电偶测量，并通过电动温度变送器转化为 DDZ- n 型表的 标准信 号0?10mA 直流电流信号，传送到电子电位差计 XWC 进行记录，同 时传送给电动控制器 DTL ，控制器按偏差的大小、方向，通过预定控制规律 的运算后，输出0?10mA 直流电流信号给可控硅电压调整器 ZK-50，通过控 制可控硅的导通角，以调节加到电炉（电烙铁）电热元件上的交流电压，消 除由于干扰产生的炉温变化，稳定炉温，实现自动控制。 可控硅输出电压 o 干扰开关 电烙铁 电炉
三．实验内容与步骤： (一)观察系统各环节的结构、型号、电路的连接，熟悉可控硅电压调整器和电动控制器上各开关、旋钮的作用。 (二)控制系统闭环特性的测定： 在以下实验中使用以下具体数值：S 1(50%) , S 2(80%), T I i(50s), T I 2 (40s), T DI(30S)来观察比例与积分控制规律的作用 (1) 考察比例作用 将S置于某值50%记住S旋钮在S i的位置,积分时间置最大 (T I =max), 微分开关切向0,将干扰开关从“短”切向“干扰”, 产生一个阶跃干扰(此时为反向干扰) ，同时在记录仪的记录线上作一记 号，以记录阶跃干扰加入的时刻，观察并记录在纯比例作用下达到稳定 的时间及余差大小。 ( 2) 考察积分作用保持S S 1不变，置T I =T I 1，同时在记录仪的记录线上作一记号，以记录积分作用加入的时刻，注意观察积分作用如何消除余差， 直到过程基本稳定。 2．观测Pi 控制作用下的过渡过程 保持S 1, T I 1不变，将干扰开关从“干扰”切向“短”，产生一个正向阶跃干扰，观察过渡过程到基本稳定。 3. 考察S对余差的影响 置S = S 2 , T I =max ,将干扰开关从“短”切向“干扰”，产生一个反向阶跃干扰，同时在记录仪的记录线上作一记号，以记录阶跃干扰加入的时刻，观察并记录在纯比例作用下达到稳定的时间及余差大小。并与1(1)中S =S 1 时的余差相比较。 再加入积分作用T i =T i 1 以消除余差直到过程基本稳定。 4. 考察T i 对过渡过程的影响 置S = S 1 , T I =T I 2 ,将干扰开关从“干扰”切向“短”，产生一个正向阶跃干扰，同时在记录仪的记录线上作一记号，以记录阶跃干扰加入的时刻，观察过渡
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。
单片机课程设计实验报告 ——温度控制器 班级：学号： 电气0806 姓名： 08291174 老师： 李长城 合作者： 姜久春 李志鹏
一、实验要求和目的 本课程设计的课题是温度控制器。 ●用电压输入的变化来模拟温度的变化，对输入的模拟电压通过 ADC0832转换成数字量输出。输入的电压为0.00V——5.00V， 在三位数码显示管中显示范围为00.0——99.9。其中0V对应00.0，5V对应99.9 ●单片机的控制目标是风机和加热器。分别由两个继电器工作来 模拟。系统加了一个滞环。适合温度为60度。 ◆当显示为00.0-50.0时，继电器A闭合，灯A亮，模拟加热 器工作。 ◆当显示为为50.0-55.0时，保持继电器AB的动作。 ◆当显示为55.0-65.0时，继电器A断开，灯A熄灭，模拟加 热器停止工作。 ◆当显示为65.0-70.0时，保持继电器AB的动作 ◆当显示为70.0-99.9时，继电器B闭合，灯B亮，模拟风机的 工作。 二、实验电路涉及原件及电路图 由于硬件系统电路已经给定，只需要了解它的功能，使用proteus 画出原理图就可以了。 实验设计的电路硬件有： 1、AT89S52 本温度控制器采用AT89C52单片机作为CPU,12MHZ晶振
AT89C52的引脚结构图： AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash 存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。 此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置
熔化和凝固教案 教学目标 1．知道熔化现象和凝固现象； 2．知道熔化过程中吸热，凝固过程中放热； 3．知道晶体有一定的熔点，能用来解释简单现象； 4．会查熔点表． 5．通过晶体熔化实验，培养观察和实验能力； 在实验过程中培养学生实事求是的科学态度． 教学建议 1．引入新课： 方法1：利用教材上的素材。本节教材开头提出的：“黑龙江省漠河镇的最低气温达到过-52.3，在这样冷的地区测气温应该用水银温度计还是酒精温度计”。这个问题具有承上启下的作用。既联系了上节讲过的温度计，又可用来导入新课，而且具有实际意义。 方法2：从生活事例引入。热天，从冰柜中拿出的冰，一会变成了水，再过一段时间水干了，变成看不见的水蒸气，跑得无影无踪。由此导入新课。 2．学习新课： 学习新课的过程应当是在教师的引导下组织学生发现问题、解决问题的探究过程，使学生不仅学到了知识，而且学到了解决问题的方法，达到提高能力目的。 根据本节内容特点和学生的实际水平可采用两种方法： 方法1：启发讲解式。教师边做演示实验、边提出问题、边讲解。在讲台上，组织部分学生做“海波（或冰）的熔化”实验，组织另一部分学生做“松香（或蜂蜡）的熔化”实验。在老师的引导下归纳出“晶体在熔化过程中不断吸热，但温度保持在熔点不变”；“非晶体在熔化过程中不断吸热，温度不断升高，没有固、液共存状态”。 方法2：科学探究式。在教师的组织下，提出问题，学生猜想和假设，设计实验和进行试验，写出实验报告。得出“晶体在熔化过程中不断吸热，但温度保持在熔点不变”；“非晶体在熔化过程中不断吸热，温度不断升高，没有固、液共存状态”。 教学设计方案 【课题】熔化和凝固
目录 一、实验目的---------------------------------2 二、预习与参考------------------------------- 2 三、实验（设计）的要求与数据------------------- 2 四、实验（设计）仪器设备和材料清单-------------- 2 五、实验过程---------------------------------2 （一）硬件的连接- --------- ----------------------- 2 （二）软件的设计与测试结果--------------------------3 六、实验过程遇到问题与解决--------------------11 七、实验心得--------------------------------12 八、参考资料-------------------------------12
一、实验目的 设计制作和调试一个由工业控制机控制的温度测控系统。通过这个过程学习温度的采样方法，A/D变换方法以及数字滤波的方法。通过时间过程掌握温度的几种控制方式，了解利用计算机进行自动控制的系统结构。 二、预习与参考 C语言、计算机控制技术、自动控制原理 三、实验（设计）的要求与数据 温度控制指标：60～80℃之间任选；偏差：1℃。 1．每组4~5同学，每个小组根据实验室提供的设备及设计要求，设计并制作出实际电路组成一个完整的计算机温度控制测控系统。 2．根据设备情况以及被控对象，选择1~2种合适的控制算法，编制程序框图和源程序，并进行实际操作和调试通过。 四、实验（设计）仪器设备和材料清单 工业控制机、烘箱、温度变送器、直流电源、万用表、温度计等 五、实验过程 （一）.硬件的连接 图1 硬件接线图
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
建筑自动化实验报告 题目：恒温恒湿房间的仿真模拟控制实验 班级：建环1302班 姓名：陈文博 学号：U201315938 指导教师：徐新华 完成时间：2016年5月 页脚内容- 1 -
页脚内容2 一、 实验目的 本次模拟仿真的目的是要满足在 秋（过渡季）、夏、冬三季的温湿度控制。控制对象为温度和湿度，其中湿度为相对湿度，因为温度与相对湿度的耦合关系，而且在实际工况中，对温、湿度又有不同的精度要求，因此我们只需要在温湿度中选取其中一个进行精调，另外一个满足一定条件即可。我们要做的工作便是在上述外界环境下，分别对温湿度进行控制。 其中温度控制：230.1t C =±，％1060±=φ 湿度控制：％160±=φ，231t C =± 本次实验主要是利用Mat lab 中Simulink 仿真模型模拟恒温恒湿机组在各种工作环境下的运行情况。在模拟过程中，对于各季环境差异，我们主要考虑的是环境温度的不同，即显热负荷的差异。同时，我们假设各种条件下房间内的产湿都是相同的，这主要是基于室内设备、人员没有变化。我们需利用Simulink 仿真模型模拟恒温恒湿机组在各种工作环境下的运行情况，通过仿真实验找到合适的控制策略，实现房间里的恒温恒湿控制。 二、 实验控制方法 由于所用控制器件的惯性及精度影响，很难在第一刻就能使调节后的空气温湿度达到要求。而且处于保护设备和节能的角度考虑，我们没有必要总使设备运行在满负载工况下，同时避免在很小的区域内由于控制目标的波动而是其频繁启
停，同时还得兼顾进行微调所能达到的幅度，因而根据设备自身参数要求，设定一个合适的粗调区是很重要的。因此，我们的实验控制方法是先确定一个合适的房间温湿度粗调区，根据我们所需控制的恒温恒湿房间的温湿度控制要求：t=23℃，φ=60%，我们可以确定温度的粗调区为：T=23±1℃，φ=60%±10%，如下图所示： 粗调使室内温湿度环境满足条件之后，便可以集中对温湿度中的一个因素进行调节。对于温度和湿度的控制必须有一个是精确控制，而另外一个则有一个比较宽的变化，我们分别通过ctrl_T.m和ctrl_D.m分别完成对温度和湿度的精确控制中精调过程。但在实际的Simulink模拟模型中，我们不可能直接将温湿度调节 页脚内容3
工业控制计算机实验报告 电气211 宋少杰 2120302078
实验一A/D、D/A 转换实验 一、实验目的 1.了解温控系统的组成。 2.了解NI 测量及自动化浏览器的使用并对数据采集卡进行设置。 3.了解Dasylab 软件的各项功能，并会简单的应用。 4.通过实验了解计算机是如何进行数据采集、控制的。 二、实验设备 微型计算机、NI USB 6008 数据采集卡、温度控制仪、温箱。 三、实验内容 1．了解温度控制系统的组成。 2．仔细观察老师对数据采集卡输入输出任务建立的过程及设置还有dasylab 基本功能 的演示。 3．仔细阅读dasylab 相关文档，了解其基本使用方法。 4．动手实践，打开范例，仔细揣摩，并独立完成数据采集卡输入输出任务的建立并建 立并运行虚拟的AD 及DA 系统，完成之后，按照自己的需要及兴趣搭建几个简单的系统运行。 四、温控系统的组成 计算机温度控制系统由温度控制仪与计算机、数据采集卡一起构成，被控对象为温箱, 温箱内装有电阻加热丝构成的电炉，还有模拟温度传感器A D590。 系统框图如图1-1 所示：
图 1-3 图 1-1系 统框图 五、温控仪基本工作原理 温度控制仪由信号转换电路、电压放大电路、可控硅移相触发器及可控硅加 热电路组成。 被控制的加热炉允许温度变化范围为 0～100℃.集成电路温度传感器 AD590(AD590 温 度传感器输出电流与绝对温度成正比关系,灵敏度为 1uA/K).将炉温的变化转换为电流的变化送入信号转换、电压放大电路.信号转换电路将 AD590 送来的电流信号转换为电压信号, 然后经精密运算放大器放大、滤波后变为 0～5V 的标准电压信号，一路送给炉温指示仪表, 直接显示炉温值。另一路送给微机接口电路供计算机采样.计算机通过插在计算机 U SB 总线 接口上的 N I USB 6008 12 位数据采集卡将传感器送来的 0～5V 测量信号转换成 0～FFFH 的12 位数字量信号,经与给定值比较,求出偏差值,然后对偏差值进行控制运算,得到控制温度 变化的输出量,再经过 N I USB 6008 将该数字输出量经 12 位 D /A 转换器变为 0～5V 的模拟电 压信号送入可控硅移相触发器,触发器输出相应控制角的触发 脉冲给可控硅,控制可控硅的 导通与关断,从而达到控制炉温的目的。 六、思考题 1.数据采集系统差分输入与单端输入有些什么区别？各有什么优缺点？ 答： 单端输入的输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15 ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入。 对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.单端输入时, 是判断信号与 GND 的电压差. 差分输入时, 是判断两个信号线的电压差. 信号受干扰时, 差分的两线会同时受影响, 但电压差变化不大. (抗干扰性较佳) 而单端输入的一线变化时, GND 不变, 所以电压差变化较大(抗干扰性较差)。
课程设计任务书 题目基于AD590的温度测控系统设计 系(部) 信息科学与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 班级电气092 学生姓名刘玉兴 学号090819210 月日至月日共周 指导教师(签字) 系主任(签字) 年月日
摘要 温度是工业生产和自动控制中最常见的工艺参数之一。过去温度检测系统设计中,大多采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题;而其中任何一环节处理不当,就会造成整个系统性能的下降。随着半导体技术的高速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展, 数字化、微型化、集成化成为了传感器发展的主要方向。 以单片机为核心的控制系统．利用汇编语言程序设计实现整个系统的控制过程。在软件方面，结合ADC0809并行8位A／D转换器的工作时序，给出80C51单片机与ADC0908并行A ／D转换器件的接口电路图，提出基于器件工作时序进行汇编程序设计的基本技巧。本系统包括温度传感器，数据传输模块，温度显示模块和温度调节驱动电路，其中温度传感器为数字温度传感器AD590，包括了单总线数据输出电路部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。 关键词：单片机、汇编语言、ADC0809、温度传感器AD590
Abstract Temperature is the most common one of process parameters in automatic control and industrial production. In the traditional temperature measurement system design, often using simulation technology to design, and this will inevitably encounter error compensation, such as lead,complex outside circuit,poor anti-jamming and other issues, and part of a deal with them Improperly, could cause the entire system of the decline. With modern science and technology of semiconductor development, especially large-scale integrated circuit design technologies, digital, miniaturization, integration sensors are becoming an important direction of development. In the control systems with the core of SCM，assembly language programming is used to achieve the control of the whole system．Combining with the operation sequence of ADC0809，the interface circuit diagrams of 80C51 SCM and ADC0809 parallel A／D conveger ale given．The basic skills of assembly language programming based on the operation se—quenee of the chip ale put forward．This system include temperature sensor and data transmission, the moduledisplays
熔化和凝固 固态、液态和气态是物质常见的三种状态。我们从这节课开始就来学习物质不同状态之间的转化-----物态变化。 同学们猜一猜，固、液、气之间可能有哪些状态之间的转化呢？ 随着什么的变化，物质会在固、液、气三种什么是物态变化？ 【实验目的】
【进行实验与收集证据】 将温度计插入试管后，待温度升至 开始，每隔大约1 min 记录一次温度；在海波或者蜡完全熔化后再记录4～5 次。 【分析与论证】 图3.2-2 和图3.2-3 中的纵轴表示温度，温度的数值已经标出；横轴表示时间，请你自己将 海波熔化图像蜡的熔化图像 引导学生仔细分析实验现象，找出规律。学生
晶体非晶体像海波有固定的熔化温度的物质叫晶体
【提出问题】 【想想议议】 1.在晶体凝固图像中EF、FG、GH各段分别表示温度怎样变化？物质是在吸热还是放热？物质处于什么状态？ 2. 1969年2月13日清晨，在我国最北的气象站——黑龙江漠河气象站观测到新的最低气温
黑龙江漠河气象站 【问题导学】 1. 夏天，人们喜欢吃海鲜，要把它运往内地，为什么要用冰块来保存？ 2.你能够解释北方的冬季较冷，为了妥善地保存蔬菜，多在菜窖里放几桶水。 【教师点拨】 现在，人们研制出一种聚乙烯材料，在15℃～℃的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。所以，人们将这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调
到熔点 0℃，却不能从外界吸热，故不能熔化。 解析：雪就是冰，冰是晶体，熔点是0 ℃，并且冰熔化时温度保持不变，表现在图象上，有一段接近水平的线段。0 ℃的位置在原点上，故这段水平的线段与时间轴重合 【板书设计】