高精度数字式温度计

作为一名检测工程师，研究检测仪器会显得“务正业”一些。本篇笔记介绍我设计的一款基于DS18B20的高精度数字温度计。1、DS18B20介绍DS18B20是一款高精度数字温度传感器，具备-55°C至+125°C的宽广测温范围和9至12位的可调分辨率，最高可达到0.0625°C的精度。DS18B20因其出色的性能被广泛应用于家用电器、工业系统、环境监测等领域，适用于冷冻库、粮仓、储罐、电讯机房、电力机房、电缆线槽等测温和控制领域。https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022025098363_7690_1538320_3.jpegDS18B20温度传感器使用的是单总线（1-Wire）串行通信协议，三个线分别为VCC、GND、DAT。2、实验装置我设计了一块简易的PCB板，集成了ESP32-C3开发板、0.96英寸LCD显示屏、ADS1115模数转换器以及多个接口，做为温度、电压等测量的实验装置。https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022025101266_1166_1538320_3.jpeg本次实验，我们将DS18B20的DAT线接在ESP32-C3的0引脚上。3、温度测试DS18B20温度计需要用到onewire、ds18x20两个库，这两个库都是Micropython自带的。Micropython官网有相关示例：https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022025097705_132_1538320_3.png测试代码参考如下：https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022030525554_2764_1538320_3.png!w690x460.jpg 运行后，终端打印出测量的温度：https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022025105078_6019_1538320_3.png4、phyphox实现[/font]Phyphox 是一款利用智能手机传感器进行物理实验的应用。它能够访问手机的加速度计、磁力计、陀螺仪、光强度计、压力计、GPS、麦克风等多种传感器，从而进行各种物理实验，如测量重力加速度、制作声纳、测量电梯速度等。Phyphox 支持通过蓝牙与外部设备如ESP32等进行连接，从而扩展更多传感器，开展更多类型的实验。phyphoxBLE的驱动、DS18B20温度测量源码这里就不详细介绍了，直接下载：https://gitee.com/py2012/phyphox。我们的实验装置中ESP32-C3开发板自带蓝牙模块，可以通过蓝牙将数据传输到手机上，使用phyphox进行数据的实时分析和可视化。修改前面的代码，增加相关功能：https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022031094489_8933_1538320_3.png!w690x322.jpg https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022031218941_7309_1538320_3.png!w690x489.jpg 实现测量数据展示在手机上的phyphox中，并形成温度时间曲线：https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022025106496_4010_1538320_3.jpeg5、测量液体DS18B20温度传感器是防水、耐寒、耐高温的，我们拿来做个小实验，测量一小杯热水的自然降温过程：https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022025103049_6009_1538320_3.jpeg测量结果从70度左右缓慢下降至30度左右，手机中phyphox形成降温曲线图：https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/10/202410022025109343_7458_1538320_3.jpeg 6、行业应用这款基于DS18B20的高精度数字温度计，具有便携性、宽广的测量范围和较好的稳定性等特点。在实验室中，经过校准后，可用于设备的期间核查，比如烘箱、恒温箱等的期间核查。此外，这款温度计可通过程序设计，对高温设备、不稳定设备进行实时监控，一旦检测到温度超出预设范围，自动触发断电机制，以保障设备和人员的安全。

实验室想买一高精度电子温度计大致要求是精度为正负0.1摄氏度，量程为-20到200摄氏度，分辨率为0.1摄氏度，主要用来测量普通气体和液体。其他要求就是功能尽可能简单（尽量便宜），只需要温度测量显示，不需要打印等等。如有大虾知道相关信息的，烦请告知，不胜感激！