一种教学用温湿度测量实验装置及其测量系统的制作方法
一种教学用温湿度测量实验装置及其测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及教学实验设备领域，具体是一种教学用温湿度测量实验装置及其测量系统。
【背景技术】
[0002]在各类民用、农业及工业现场，环境温湿度的状况是很重要的参数，对环境温湿度的准确检测具有重要意义。因此，在各大中专院校开设的传感器技术、工业自动化仪表与控制、状态检测与信号采集等课程的教学中，温湿度检测是一项重要的教学内容，温湿度检测实验装置是必不可少的实验教学设备。目前，温湿度检测实验装置还比较少，功能比较单一，难以满足现有的教学要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种教学用温湿度测量实验装置及其测量系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种教学用温湿度测量实验装置，包括加湿器、水汽导管和箱体；所述加湿器的水汽出口通过水汽导管连接箱体，加湿器上设有加湿器调节旋钮；所述箱体为封闭结构，箱体的其中一个侧面为滑动式插板结构；所述箱体内设有加热棒支架、循环风扇、航空插头、导管、温度传感器和湿度传感器，加热棒支架上设有加热棒，循环风扇设在箱体内壁上，箱体顶部设有传感器信号线接口，航空插头位于传感器信号线接口内，导管上端连接至航空插头，导管下端内设有密封板，密封板与导管配合在导管内形成密封空腔，密封空腔内布设传感器导线，温度传感器和湿度传感器均固定在密封板下侧，且均通过传感器导线连接至航空插头。
[0005]作为本发明进一步的方案:所述箱体顶部开设水汽导管接口，且水汽导管接口内设有连接水汽导管的接头。
[0006]作为本发明再进一步的方案:所述循环风扇设在箱体左侧侧壁上。
[0007]作为本发明再进一步的方案:所述箱体外设有电源控制盒，电源控制盒上设有循环风扇开关和温度调节旋钮，循环风扇开关电连接循环风扇，温度调节旋钮电连接加热棒，温度调节旋钮采用晶闸管移相触发电路控制加热棒的加热功率。
[0008]作为本发明再进一步的方案:所述箱体底部设有用于支撑箱体的固定支架。
[0009]作为本发明再进一步的方案:所述固定支架共2个，且对称设在箱体下端两侧。
[0010]作为本发明再进一步的方案:所述加湿器为超声波加湿器；所述温度传感器采用AD590J半导体电流型温度传感器，湿度传感器采用HSllOl湿敏电容型相对湿度传感器。
[0011]作为本发明再进一步的方案:所述接头的材质为塑料；所述箱体的材质为有机玻璃；所述导管的材质为不锈钢；所述固定支架的材质为金属。
[0012]一种教学用温湿度测量实验装置的测量系统，所述教学用温湿度测量实验装置的测量系统包括测量主体、温度信号处理与显示单元以及湿度信号处理与显示单元，测量主体由温度传感器和湿度传感器组成，测量主体获得的温度信号经温度信号调理电路处理后送入温度信号处理与显示单元，测量主体获得的湿度信号发送至湿度信号处理与显示单
J L.ο
[0013]作为本发明进一步的方案:所述温度信号调理电路采用AD590温度信号调理电路。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:1、该教学用温湿度测量实验装置体积小，成本低，可拓展实验性强，损耗元件易更换，进而降低使用成本；2、该教学用温湿度测量实验装置采用模块化设计，将被检测源、传感器、数据采集、数据整形、数据显示等模块有效地结合起来，使学生能够全面地掌握信号传感、信号采集、信号处理、信号转换和传输的整个过程，教学效果好；3、该教学用温湿度测量实验装置可同时完成温湿度测试，满足了各类民用、农业及工业现场，环境温湿度的需求。
【附图说明】
[0015]图1为教学用温湿度测量实验装置的结构示意图。
[0016]图2为图1中A处局部放大图。
[0017]图3为教学用温湿度测量实验装置的测量系统结构图。
[0018]图4为AD590温度信号调理电路的结构示意图。
[0019]图5为温度信号处理与显示单元的电路图。
[0020]图6为湿度信号处理与显示单元的电路图。
[0021]图7为温度信号处理与显示单元的流程图。
[0022]图8为温度信号处理与显示单元流程图中信号转换单元的流程图。
[0023]图9为温度信号处理与显示单元流程图中数据显示驱动单元的流程图。
[0024]图10为温度信号处理与显示单元流程图中按键扫描单元的流程图。
[0025]图11为湿度信号处理与显示单元的流程图。
[0026]图12为湿度信号处理与显示单元流程图中按键扫描及信号转换单元的流程图。
[0027]图13为温度信号处理与显示单元数模转换中断采样服务流程。
[0028]图14为温度信号处理与显示单元定时1S中断服务流程。
[0029]图15为温度信号处理与显示单元外部中断服务流程。
[0030]图16为温度信号处理与显示单元流程图中显示驱动单元的流程图。
[0031]图中:1-加湿器调节旋钮、2-加湿器、3-水汽导管、4-箱体、5-加热棒支架、6_循环风扇、7-接头、8-航空插头、9-导管、10-循环风扇开关、11-温度调节旋钮、12-电源控制盒、13-固定支架、14-传感器导线、15-温度传感器、16-湿度传感器、17-密封板、101-电源电路A、102-晶振电路A、103-温度信号输入电路、104-按键电路A、105-显示电路A、106-单片机A、201-电源电路B、202-晶振电路B、203-湿度信号输入电路、204-按键电路B,205-显示电路B、206-单片机B。
【具体实施方式】
[0032]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0033]请参阅图1?2，一种教学用温湿度测量实验装置，包括加湿器2、水汽导管3和箱体4 ;所述加湿器2的水汽出口通过水汽导管3连接箱体4，加湿器2上设有加湿器调节旋钮1，加湿器调节旋钮I用于调节加湿器2的运行功率，进而调节加湿强度，优选的，所述加湿器2为超声波加湿器，箱体4顶部开设水汽导管接口，且水汽导管接口内设有连接水汽导管3的接头7，优选的，所述接头7的材质为塑料；所述箱体4为封闭结构，箱体4的其中一个侧面为滑动式插板结构，在进行实验时，将该侧的插板完全插入滑槽内，就能在箱体4内形成一个相对封闭的空间，以箱体4内的空气作为加热和加湿的实验对象，试验结束后，抽出插板，能够加快热量和水汽的散发，方便箱体4快速回复至正常状态，避免长时间的高温高湿损坏其他部件，优选的，所述箱体4的材质为有机玻璃；所述箱体4内设有加热棒支架
5、循环风扇6、航空插头8、导管9、温度传感器15和湿度传感器16，加热棒支架5上设有加热棒，通过将加热棒固定在加热棒支架5上，避免过高的温度损坏箱体4，循环风扇6设在箱体4内壁上，优选的，所述循环风扇6设在箱体4左侧侧壁上，循环风扇6能够帮助箱体4内的空气进行循环，使温度场和水汽分布更加均匀，箱体4顶部设有传感器信号线接口，航空插头8位于传感器信号线接口内，导管9上端连接至航空插头8，导管9下端内设有密封板17，密封板17与导管9配合在导管9内形成密封空腔，密封空腔内布设传感器导线14，密封空腔能够避免水汽进入导管9并对航空插头8的焊点造成腐蚀，温度传感器15和湿度传感器16均固定在密封板17下侧，且均通过传感器导线14连接至航空插头8，优选的，所述导管9的材质为不锈钢，温度传感器15采用AD590J半导体电流型温度传感器，湿度传感器16采用HSllOl湿敏电容型相对湿度传感器；所述箱体4外设有电源控制盒12，电源控制盒12上设有循环风扇开关10和温度调节旋钮11，循环风扇开关10电连接循环风扇6，温度调节旋钮11电连接加热棒，温度调节旋钮11采用晶闸管移相触发电路控制加热棒的加热功率；所述箱体4底部设有用于支撑箱体4的固定支架13，优选的，所述固定支架13共2个，且对称设在箱体4下端两侧，固定支架13的材质为金属，固定支架13用于加强箱体4结构强度和将该温湿度实验箱固定于实验桌桌面上。
[0034]图3为所述教学用温湿度测量实验装置的测量系统结构图，所述教学用温湿度测量实验装置的测量系统包括测量主体、温度信号处理与显示单元以及湿度信号处理与显示单元， 测量主体由温度传感器15和湿度传感器16组成，测量主体获得的温度信号经温度信号调理电路处理后送入温度信号处理与显示单元，优选的，所述温度信号调理电路采用AD590温度信号调理电路，AD590温度信号调理电路的具体结构如附图4所示，测量主体获得的湿度信号发送至湿度信号处理与显示单元。
[0035]图5为温度信号处理与显示单元的电路图，所述温度信号处理与显示单元由电源电路A 101、晶振电路A 102、温度信号输入电路103、按键电路A 104、显示电路A 105和单片机A 106组成，所述单片机A 106采用STC12C5A60S2型单片机，信号显示电路的供电电压为10V，而所用单片机的供电电压为5V，该电源电路A 101用7805稳压芯片实现了直流电压转换电路，晶振电路A 102为单片机工作提供机器周期，按键电路A 104实际为功能选择开关，判断进行转速测量功能按键是否按下的方法是:SW1的三个引脚分别与STC12C5A60S2的RXD、TXD和INTO三个引脚连接(此三引脚为复用引脚)，此时该三引脚做通用I/O 口用，最终SWl的状态信号通过STC12C5A60S2的P2 口输出，连接到SN54HC138J上，实现八段数码管的显示功能，显示电路A 105采用八段数码管的动态显示方式，测量结果通过STC12C5A60S2的PO 口送出到8位串入并出的移位寄存器SN74HC573AN的DO 口到D7 口，然后通过QO 口到Q7 口输出到八段数码管中。
[0036]图7?10为温度信号处理与显示单元的流程图，所述温度信号处理与显示单元主要完成信号转换单元、数据显示驱动单元、按键扫描单元之间的逻辑关系链接。按键扫描及信号转换单元完成按按键防抖处理、判键及按键清零，湿度与段码值之间的转换。数据显示驱动单元实现数码管的初始化、显示内容的判断和选择。
[0037]由于温湿度同时检测，湿度信号处理与显示单元是一个独立电路。
[0038]图6为湿度信号处理与显示单元的结构示意图，所述湿度信号处理与显示单元包括电源电路B 201、晶振电路B 202、湿度信号输入电路203、按键电路B 204、显示电路B205和单片机B 206，所述单片机B 206采用STC12C5A60S2型单片机，信号显示电路的供电电压为10V，而所用单片机的供电电压为5V，该电源电路B 201用7805稳压芯片实现了直流电压转换电路；所述晶振电路B 202为单片机B 206工作提供机器周期，所述湿度信号输入电路203由555集成电路构成的多谐振荡器对HSllOl传感器的电容值进行测量并输入；所述按键电路B 204实际为功能选择开关。判断进行转速测量功能按键是否按下的方法是:SWl的三个引脚分别与STC12C5A60S2的RXD、TXD和INTO三个引脚连接(此三引脚为复用引脚)，此时该三引脚做通用I/O 口用，最终SWl的状态信号通过STC12C5A60S2的P2口输出，连接到SN54HC138J上，实现选择转速显示八段数码管的功能；所述显示电路B 205采用八段数码管的动态显示方式。测量结果通过STC12C5A60S2的PO 口送出到8位串入并出的移位寄存器SN74HC573AN的DO 口到D7 口，然后通过QO 口到Q7 口输出到八段数码管中。
[0039]图11?16为湿度信号处理与显示单元的流程图，所述湿度信号处理与显示单元主要完成信号转换单元、数据显示驱动单元、按键扫描单元之间的逻辑关系链接。按键扫描及信号转换单元完成按按键防抖处理、判键及按键清零，湿度与段码值之间的转换。数据显示驱动单元实现数码管的初始化、显示内容的判断和选择。
[0040]所述教学用温湿度测量实验装置体积小，成本低，可拓展实验性强，损耗元件易更换，进而降低使用成本；所述教学用温湿度测量实验装置采用模块化设计，将被检测源、传感器、数据采集、数据整形、数据显示等模块有效地结合起来，使学生能够全面地掌握信号传感、信号采集、信号处理、信号转换和传输的整个过程；所述教学用温湿度测量实验装置可同时完成温湿度测试，满足了各类民用、农业及工业现场，环境温湿度的需求。
[0041]上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种教学用温湿度测量实验装置，包括加湿器(2)、水汽导管(3)和箱体(4)，其特征在于，所述加湿器(2 )的水汽出口通过水汽导管(3 )连接箱体(4 )，加湿器(2 )上设有加湿器调节旋钮(I);所述箱体(4)为封闭结构，箱体(4)的其中一个侧面为滑动式插板结构；所述箱体(4)内设有加热棒支架(5)、循环风扇(6)、航空插头(8)、导管(9)、温度传感器(15)和湿度传感器(16 )，加热棒支架(5 )上设有加热棒，循环风扇(6 )设在箱体(4)内壁上，箱体(4)顶部设有传感器信号线接口，航空插头(8)位于传感器信号线接口内，导管(9)上端连接至航空插头(8)，导管(9)下端内设有密封板(17)，密封板(17)与导管(9)配合在导管(9)内形成密封空腔，密封空腔内布设传感器导线(14)，温度传感器(15)和湿度传感器(16 )均固定在密封板(17 )下侧，且均通过传感器导线(14 )连接至航空插头(8 )。2.根据权利要求1所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述箱体(4)顶部开设水汽导管接口，且水汽导管接口内设有连接水汽导管(3)的接头(7)。3.根据权利要求1所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述循环风扇(6)设在箱体(4)左侧侧壁上。4.根据权利要求1或2或3所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述箱体(4)外设有电源控制盒(12)，电源控制盒(12)上设有循环风扇开关(10)和温度调节旋钮(11)，循环风扇开关(10)电连接循环风扇(6)，温度调节旋钮(11)电连接加热棒，温度调节旋钮(11)采用晶闸管移相触发电路控制加热棒的加热功率。5.根据权利要求4所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述箱体(4)底部设有用于支撑箱体(4)的固定支架(13)。6.根据权利要求5所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述固定支架(13)共2个，且对称设在箱体(4)下端两侧。7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述加湿器(2)为超声波加湿器；所述温度传感器(15)采用AD590J半导体电流型温度传感器，湿度传感器(16)采用HSllOl湿敏电容型相对湿度传感器。8.根据权利要求7所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述接头(7)的材质为塑料；所述箱体(4)的材质为有机玻璃；所述导管(9)的材质为不锈钢；所述固定支架(13)的材质为金属。9.一种如权利要求1或2或6或8所述的教学用温湿度测量实验装置的测量系统，其特征在于，所述教学用温湿度测量实验装置的测量系统包括测量主体、温度信号处理与显示单元以及湿度信号处理与显示单元，测量主体由温度传感器(15)和湿度传感器(16)组成，测量主体获得的温度信号经温度信号调理电路处理后送入温度信号处理与显示单元，测量主体获得的湿度信号发送至湿度信号处理与显示单元。10.根据权利要求9所述的教学用温湿度测量实验装置的测量系统，其特征在于，所述温度信号调理电路采用AD590温度信号调理电路。
【专利摘要】本发明公开了一种教学用温湿度测量实验装置及其测量系统，包括加湿器、水汽导管和箱体；所述加湿器的水汽出口通过水汽导管连接箱体；所述箱体的其中一个侧面为滑动式插板结构；所述箱体内设有加热棒支架、循环风扇、航空插头、导管、温度传感器和湿度传感器，加热棒支架上设有加热棒，箱体顶部设有传感器信号线接口，航空插头位于传感器信号线接口内，导管上端连接至航空插头，导管下端内设有密封板，密封板与导管配合在导管内形成密封空腔，密封空腔内布设传感器导线，温度传感器和湿度传感器均固定在密封板下侧，且均电连接航空插头；该教学用温湿度测量实验装置体积小，成本低，可拓展实验性强，损耗元件易更换，使用成本低。
【IPC分类】G09B25/00
【公开号】CN104900128
【申请号】CN201510219084
【发明人】陈子珍
【申请人】宁波职业技术学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日
【技术领域】
[0001]本发明涉及教学实验设备领域，具体是一种教学用温湿度测量实验装置及其测量系统。
【背景技术】
[0002]在各类民用、农业及工业现场，环境温湿度的状况是很重要的参数，对环境温湿度的准确检测具有重要意义。因此，在各大中专院校开设的传感器技术、工业自动化仪表与控制、状态检测与信号采集等课程的教学中，温湿度检测是一项重要的教学内容，温湿度检测实验装置是必不可少的实验教学设备。目前，温湿度检测实验装置还比较少，功能比较单一，难以满足现有的教学要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种教学用温湿度测量实验装置及其测量系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种教学用温湿度测量实验装置，包括加湿器、水汽导管和箱体；所述加湿器的水汽出口通过水汽导管连接箱体，加湿器上设有加湿器调节旋钮；所述箱体为封闭结构，箱体的其中一个侧面为滑动式插板结构；所述箱体内设有加热棒支架、循环风扇、航空插头、导管、温度传感器和湿度传感器，加热棒支架上设有加热棒，循环风扇设在箱体内壁上，箱体顶部设有传感器信号线接口，航空插头位于传感器信号线接口内，导管上端连接至航空插头，导管下端内设有密封板，密封板与导管配合在导管内形成密封空腔，密封空腔内布设传感器导线，温度传感器和湿度传感器均固定在密封板下侧，且均通过传感器导线连接至航空插头。
[0005]作为本发明进一步的方案:所述箱体顶部开设水汽导管接口，且水汽导管接口内设有连接水汽导管的接头。
[0006]作为本发明再进一步的方案:所述循环风扇设在箱体左侧侧壁上。
[0007]作为本发明再进一步的方案:所述箱体外设有电源控制盒，电源控制盒上设有循环风扇开关和温度调节旋钮，循环风扇开关电连接循环风扇，温度调节旋钮电连接加热棒，温度调节旋钮采用晶闸管移相触发电路控制加热棒的加热功率。
[0008]作为本发明再进一步的方案:所述箱体底部设有用于支撑箱体的固定支架。
[0009]作为本发明再进一步的方案:所述固定支架共2个，且对称设在箱体下端两侧。
[0010]作为本发明再进一步的方案:所述加湿器为超声波加湿器；所述温度传感器采用AD590J半导体电流型温度传感器，湿度传感器采用HSllOl湿敏电容型相对湿度传感器。
[0011]作为本发明再进一步的方案:所述接头的材质为塑料；所述箱体的材质为有机玻璃；所述导管的材质为不锈钢；所述固定支架的材质为金属。
[0012]一种教学用温湿度测量实验装置的测量系统，所述教学用温湿度测量实验装置的测量系统包括测量主体、温度信号处理与显示单元以及湿度信号处理与显示单元，测量主体由温度传感器和湿度传感器组成，测量主体获得的温度信号经温度信号调理电路处理后送入温度信号处理与显示单元，测量主体获得的湿度信号发送至湿度信号处理与显示单
J L.ο
[0013]作为本发明进一步的方案:所述温度信号调理电路采用AD590温度信号调理电路。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:1、该教学用温湿度测量实验装置体积小，成本低，可拓展实验性强，损耗元件易更换，进而降低使用成本；2、该教学用温湿度测量实验装置采用模块化设计，将被检测源、传感器、数据采集、数据整形、数据显示等模块有效地结合起来，使学生能够全面地掌握信号传感、信号采集、信号处理、信号转换和传输的整个过程，教学效果好；3、该教学用温湿度测量实验装置可同时完成温湿度测试，满足了各类民用、农业及工业现场，环境温湿度的需求。
【附图说明】
[0015]图1为教学用温湿度测量实验装置的结构示意图。
[0016]图2为图1中A处局部放大图。
[0017]图3为教学用温湿度测量实验装置的测量系统结构图。
[0018]图4为AD590温度信号调理电路的结构示意图。
[0019]图5为温度信号处理与显示单元的电路图。
[0020]图6为湿度信号处理与显示单元的电路图。
[0021]图7为温度信号处理与显示单元的流程图。
[0022]图8为温度信号处理与显示单元流程图中信号转换单元的流程图。
[0023]图9为温度信号处理与显示单元流程图中数据显示驱动单元的流程图。
[0024]图10为温度信号处理与显示单元流程图中按键扫描单元的流程图。
[0025]图11为湿度信号处理与显示单元的流程图。
[0026]图12为湿度信号处理与显示单元流程图中按键扫描及信号转换单元的流程图。
[0027]图13为温度信号处理与显示单元数模转换中断采样服务流程。
[0028]图14为温度信号处理与显示单元定时1S中断服务流程。
[0029]图15为温度信号处理与显示单元外部中断服务流程。
[0030]图16为温度信号处理与显示单元流程图中显示驱动单元的流程图。
[0031]图中:1-加湿器调节旋钮、2-加湿器、3-水汽导管、4-箱体、5-加热棒支架、6_循环风扇、7-接头、8-航空插头、9-导管、10-循环风扇开关、11-温度调节旋钮、12-电源控制盒、13-固定支架、14-传感器导线、15-温度传感器、16-湿度传感器、17-密封板、101-电源电路A、102-晶振电路A、103-温度信号输入电路、104-按键电路A、105-显示电路A、106-单片机A、201-电源电路B、202-晶振电路B、203-湿度信号输入电路、204-按键电路B,205-显示电路B、206-单片机B。
【具体实施方式】
[0032]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0033]请参阅图1?2，一种教学用温湿度测量实验装置，包括加湿器2、水汽导管3和箱体4 ;所述加湿器2的水汽出口通过水汽导管3连接箱体4，加湿器2上设有加湿器调节旋钮1，加湿器调节旋钮I用于调节加湿器2的运行功率，进而调节加湿强度，优选的，所述加湿器2为超声波加湿器，箱体4顶部开设水汽导管接口，且水汽导管接口内设有连接水汽导管3的接头7，优选的，所述接头7的材质为塑料；所述箱体4为封闭结构，箱体4的其中一个侧面为滑动式插板结构，在进行实验时，将该侧的插板完全插入滑槽内，就能在箱体4内形成一个相对封闭的空间，以箱体4内的空气作为加热和加湿的实验对象，试验结束后，抽出插板，能够加快热量和水汽的散发，方便箱体4快速回复至正常状态，避免长时间的高温高湿损坏其他部件，优选的，所述箱体4的材质为有机玻璃；所述箱体4内设有加热棒支架
5、循环风扇6、航空插头8、导管9、温度传感器15和湿度传感器16，加热棒支架5上设有加热棒，通过将加热棒固定在加热棒支架5上，避免过高的温度损坏箱体4，循环风扇6设在箱体4内壁上，优选的，所述循环风扇6设在箱体4左侧侧壁上，循环风扇6能够帮助箱体4内的空气进行循环，使温度场和水汽分布更加均匀，箱体4顶部设有传感器信号线接口，航空插头8位于传感器信号线接口内，导管9上端连接至航空插头8，导管9下端内设有密封板17，密封板17与导管9配合在导管9内形成密封空腔，密封空腔内布设传感器导线14，密封空腔能够避免水汽进入导管9并对航空插头8的焊点造成腐蚀，温度传感器15和湿度传感器16均固定在密封板17下侧，且均通过传感器导线14连接至航空插头8，优选的，所述导管9的材质为不锈钢，温度传感器15采用AD590J半导体电流型温度传感器，湿度传感器16采用HSllOl湿敏电容型相对湿度传感器；所述箱体4外设有电源控制盒12，电源控制盒12上设有循环风扇开关10和温度调节旋钮11，循环风扇开关10电连接循环风扇6，温度调节旋钮11电连接加热棒，温度调节旋钮11采用晶闸管移相触发电路控制加热棒的加热功率；所述箱体4底部设有用于支撑箱体4的固定支架13，优选的，所述固定支架13共2个，且对称设在箱体4下端两侧，固定支架13的材质为金属，固定支架13用于加强箱体4结构强度和将该温湿度实验箱固定于实验桌桌面上。
[0034]图3为所述教学用温湿度测量实验装置的测量系统结构图，所述教学用温湿度测量实验装置的测量系统包括测量主体、温度信号处理与显示单元以及湿度信号处理与显示单元， 测量主体由温度传感器15和湿度传感器16组成，测量主体获得的温度信号经温度信号调理电路处理后送入温度信号处理与显示单元，优选的，所述温度信号调理电路采用AD590温度信号调理电路，AD590温度信号调理电路的具体结构如附图4所示，测量主体获得的湿度信号发送至湿度信号处理与显示单元。
[0035]图5为温度信号处理与显示单元的电路图，所述温度信号处理与显示单元由电源电路A 101、晶振电路A 102、温度信号输入电路103、按键电路A 104、显示电路A 105和单片机A 106组成，所述单片机A 106采用STC12C5A60S2型单片机，信号显示电路的供电电压为10V，而所用单片机的供电电压为5V，该电源电路A 101用7805稳压芯片实现了直流电压转换电路，晶振电路A 102为单片机工作提供机器周期，按键电路A 104实际为功能选择开关，判断进行转速测量功能按键是否按下的方法是:SW1的三个引脚分别与STC12C5A60S2的RXD、TXD和INTO三个引脚连接(此三引脚为复用引脚)，此时该三引脚做通用I/O 口用，最终SWl的状态信号通过STC12C5A60S2的P2 口输出，连接到SN54HC138J上，实现八段数码管的显示功能，显示电路A 105采用八段数码管的动态显示方式，测量结果通过STC12C5A60S2的PO 口送出到8位串入并出的移位寄存器SN74HC573AN的DO 口到D7 口，然后通过QO 口到Q7 口输出到八段数码管中。
[0036]图7?10为温度信号处理与显示单元的流程图，所述温度信号处理与显示单元主要完成信号转换单元、数据显示驱动单元、按键扫描单元之间的逻辑关系链接。按键扫描及信号转换单元完成按按键防抖处理、判键及按键清零，湿度与段码值之间的转换。数据显示驱动单元实现数码管的初始化、显示内容的判断和选择。
[0037]由于温湿度同时检测，湿度信号处理与显示单元是一个独立电路。
[0038]图6为湿度信号处理与显示单元的结构示意图，所述湿度信号处理与显示单元包括电源电路B 201、晶振电路B 202、湿度信号输入电路203、按键电路B 204、显示电路B205和单片机B 206，所述单片机B 206采用STC12C5A60S2型单片机，信号显示电路的供电电压为10V，而所用单片机的供电电压为5V，该电源电路B 201用7805稳压芯片实现了直流电压转换电路；所述晶振电路B 202为单片机B 206工作提供机器周期，所述湿度信号输入电路203由555集成电路构成的多谐振荡器对HSllOl传感器的电容值进行测量并输入；所述按键电路B 204实际为功能选择开关。判断进行转速测量功能按键是否按下的方法是:SWl的三个引脚分别与STC12C5A60S2的RXD、TXD和INTO三个引脚连接(此三引脚为复用引脚)，此时该三引脚做通用I/O 口用，最终SWl的状态信号通过STC12C5A60S2的P2口输出，连接到SN54HC138J上，实现选择转速显示八段数码管的功能；所述显示电路B 205采用八段数码管的动态显示方式。测量结果通过STC12C5A60S2的PO 口送出到8位串入并出的移位寄存器SN74HC573AN的DO 口到D7 口，然后通过QO 口到Q7 口输出到八段数码管中。
[0039]图11?16为湿度信号处理与显示单元的流程图，所述湿度信号处理与显示单元主要完成信号转换单元、数据显示驱动单元、按键扫描单元之间的逻辑关系链接。按键扫描及信号转换单元完成按按键防抖处理、判键及按键清零，湿度与段码值之间的转换。数据显示驱动单元实现数码管的初始化、显示内容的判断和选择。
[0040]所述教学用温湿度测量实验装置体积小，成本低，可拓展实验性强，损耗元件易更换，进而降低使用成本；所述教学用温湿度测量实验装置采用模块化设计，将被检测源、传感器、数据采集、数据整形、数据显示等模块有效地结合起来，使学生能够全面地掌握信号传感、信号采集、信号处理、信号转换和传输的整个过程；所述教学用温湿度测量实验装置可同时完成温湿度测试，满足了各类民用、农业及工业现场，环境温湿度的需求。
[0041]上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种教学用温湿度测量实验装置，包括加湿器(2)、水汽导管(3)和箱体(4)，其特征在于，所述加湿器(2 )的水汽出口通过水汽导管(3 )连接箱体(4 )，加湿器(2 )上设有加湿器调节旋钮(I);所述箱体(4)为封闭结构，箱体(4)的其中一个侧面为滑动式插板结构；所述箱体(4)内设有加热棒支架(5)、循环风扇(6)、航空插头(8)、导管(9)、温度传感器(15)和湿度传感器(16 )，加热棒支架(5 )上设有加热棒，循环风扇(6 )设在箱体(4)内壁上，箱体(4)顶部设有传感器信号线接口，航空插头(8)位于传感器信号线接口内，导管(9)上端连接至航空插头(8)，导管(9)下端内设有密封板(17)，密封板(17)与导管(9)配合在导管(9)内形成密封空腔，密封空腔内布设传感器导线(14)，温度传感器(15)和湿度传感器(16 )均固定在密封板(17 )下侧，且均通过传感器导线(14 )连接至航空插头(8 )。2.根据权利要求1所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述箱体(4)顶部开设水汽导管接口，且水汽导管接口内设有连接水汽导管(3)的接头(7)。3.根据权利要求1所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述循环风扇(6)设在箱体(4)左侧侧壁上。4.根据权利要求1或2或3所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述箱体(4)外设有电源控制盒(12)，电源控制盒(12)上设有循环风扇开关(10)和温度调节旋钮(11)，循环风扇开关(10)电连接循环风扇(6)，温度调节旋钮(11)电连接加热棒，温度调节旋钮(11)采用晶闸管移相触发电路控制加热棒的加热功率。5.根据权利要求4所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述箱体(4)底部设有用于支撑箱体(4)的固定支架(13)。6.根据权利要求5所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述固定支架(13)共2个，且对称设在箱体(4)下端两侧。7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述加湿器(2)为超声波加湿器；所述温度传感器(15)采用AD590J半导体电流型温度传感器，湿度传感器(16)采用HSllOl湿敏电容型相对湿度传感器。8.根据权利要求7所述的教学用温湿度测量实验装置，其特征在于，所述接头(7)的材质为塑料；所述箱体(4)的材质为有机玻璃；所述导管(9)的材质为不锈钢；所述固定支架(13)的材质为金属。9.一种如权利要求1或2或6或8所述的教学用温湿度测量实验装置的测量系统，其特征在于，所述教学用温湿度测量实验装置的测量系统包括测量主体、温度信号处理与显示单元以及湿度信号处理与显示单元，测量主体由温度传感器(15)和湿度传感器(16)组成，测量主体获得的温度信号经温度信号调理电路处理后送入温度信号处理与显示单元，测量主体获得的湿度信号发送至湿度信号处理与显示单元。10.根据权利要求9所述的教学用温湿度测量实验装置的测量系统，其特征在于，所述温度信号调理电路采用AD590温度信号调理电路。
【专利摘要】本发明公开了一种教学用温湿度测量实验装置及其测量系统，包括加湿器、水汽导管和箱体；所述加湿器的水汽出口通过水汽导管连接箱体；所述箱体的其中一个侧面为滑动式插板结构；所述箱体内设有加热棒支架、循环风扇、航空插头、导管、温度传感器和湿度传感器，加热棒支架上设有加热棒，箱体顶部设有传感器信号线接口，航空插头位于传感器信号线接口内，导管上端连接至航空插头，导管下端内设有密封板，密封板与导管配合在导管内形成密封空腔，密封空腔内布设传感器导线，温度传感器和湿度传感器均固定在密封板下侧，且均电连接航空插头；该教学用温湿度测量实验装置体积小，成本低，可拓展实验性强，损耗元件易更换，使用成本低。
【IPC分类】G09B25/00
【公开号】CN104900128
【申请号】CN201510219084
【发明人】陈子珍
【申请人】宁波职业技术学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日
最新回复(0)