作品报名表及申报书终极版.doc

表2. 湖北省大学生物理实验创新设计竞赛报名表参赛题目热能的利用参赛单位华中科技大学文华学院参赛学生姓名性别年级专业联系电话E-mail赵问天男12电气工程及其自动化13396094737583632343曾辉男12电气工程及其自动化133960749831625326904朱国栋 男12电气工程及其自动化13396080667907951389刘天宁男12电气工程及其自动化15527345916183259452指导教师姓名性别职 称联系电话E-mail丁浩男讲师 1806200690066907732陶薇女讲师18062698696422610721说明：报名表可以根据报名人数复制。表3. 湖北省大学生物理实验创新设计竞赛申报书序号： 湖北省大学生物理实验创新设计竞赛申报书 项目名称： 自供能式多点测温报警系统 院校名称： 文华学院 申报者姓名： 赵问天、曾辉、朱国栋、刘天宁 指导教师： 丁浩、陶薇 湖北省大学生物理实验创新设计竞赛组委会制二零一四年八月 申报者情况 申报者情况姓 名赵问天性别男出生年月1994.1.9院系专业电气工程及其自动化本科/专科本 科年 级 12级入学时间2012.9.6通讯地址华中科技大学文华学院实训楼B509联系电手作者情况姓 名性别年龄学历所在单位联系方式曾辉男22本 科华中科技大学文华学国栋男21本 科华中科技大学文华学天宁男21本 科华中科技大学文华学导教师姓名职称单位联系方式（电话、邮箱） 丁浩 讲师华中科技大学 文华学薇 讲师华中科技大学 文华学品设计的物理思想、实验原理、方法和技术的描述（500字以内）物理思想：利用被监控物体自身散发的热能，通过温差发电片将热能转化成电能，用来驱动测温装置和报警系统，使得实验装置能在无外加电源的条件下实现实时测温与报警的功能。设计原理：塞贝克效应：由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。基于此原理，我们用温差发电片将被测物体的热能转化为电能，以驱动后续电路。塞贝克效应电势差的计算公式：与分别为两种材料的塞贝克系数。如果与不随温度的变化而变化，上式即可表示成如下形式：温差发电片供电单片机控制模块报警装置(发光二极管)显示装置(7段数码管)温度传感器(18B20)设计方法：首先通过温差发电片，将输热管道散发的热能转化为电能，然后通过升压芯片和稳压芯片得到稳定的电压，最后利用产生的电能维持测温部分的控制芯片（单片机）、温度传感器（18B20）、用于报警的发光二极管、7段数码显示屏以及后续电路的正常工作。硬件基本组成框图 说明：必须由申报者按要求填写，申报者情况栏内必须填写第一作者（承担申报项目主要工作），项目全部内容必须是项目组成员独立完成。提供作品的实验数据、技术参数和技术性分析。说明作品的科学性、先进性。列出参考文献和资料实验数据温差发电片输出功率表（理想状态下）电阻/功率/W温差/0.511.52.02.53.0200.0220.0340.0400.0450.0450.050300.0490.0750.0890.0990.1040.103400.0910.1410.1690.1860.2010.207电阻/功率/W温差/5678910200.0440.0420.0380.0400.0350.036300.1030.1030.0910.0870.0810.084400.2020.1960.1840.1680.1620.152实验数据分析：经实验测试，温差发电片输出总功率为1.15W，系统额定功率为0.4W。因此，环境温差（热端75左右，冷端30）所提供的能量足以保证系统正常运行。经测试，18b20（温度传感器）的额定功率为8MW，经计算，自供能量可以驱动50个测温点正常运行。本测温报警系统在冷热温差为25 左右时能正常工作，测温范围能达到-55 - 125，报警温度可根据需要通过程序设置，响应时间小于1s。作品的科学性和先进性：利用被监控物体自身散发的热能发电来驱动测温报警系统，在不需要外加电源的情况下实现测温报警功能，不仅可以节省能源，还可以在很大程度上避免因停电等因素对系统运行造成的干扰，同时可以有效减小整套测温系统线路的复杂性。在以后的应用上，我们可以把整套装置集成化，可以做到即放即用，不需要任何其它的线路。参考文献：1.李群芳,肖看.单片机原理、接口应用.清华大学出版社,2005,7.2.楼然苗, 李光飞MCS_51系列单片机设计实例.单片机与嵌入式系统应用,2003(2):82. 3.罗文广,兰红莉等. 基于单总线的多点温度测量技术. 传感器术,2002,21(3):47-50. 4.康华光，陈大钦，张林.电子技术基础.高等教育出版社，2005.作品的特色和创新点1.利用被监控物体与环境的温差，将其散出的热量采用温差发电片发电来驱动测温报警系统，并且系统能耗较低，达到节约能源的目的。2.本装置可实现多点测温，目前可监控多于50处的温度变化情况，监控范围广。3.电路扩展应用广泛，只要被监控物体与室温的温差45以上（热端与冷端温差25以上）都可以采用本装置实现测温与监控作用。4.易于集成化，例如将温差发电片以及测温探头做成管状套在输热管道上可直接实现自供能监控作用。5.可在远离电源或无电源的环境中正常工作,适用范围较广,可用于偏僻地区等。6.本装置采用自己设计和制作的整套专用电路，在功耗和电路的稳定性方面都比一般的测温电路要好。在程序的编写上，简洁、实用，有效的利用和节约单片机的存储空间。电路设计上摈弃了传统的18B20采用单总线的形式，采用单片机端口直接控制18B20，这样可以克服单总线的诸多缺点。作品是否曾在国内外竞赛中获奖否项目组成员的分工和作用赵问天：负责联系指导老师，策划实验方案和工作的分配，同时对整个作品的进展进行监督和检查。朱国栋 ：负责程序的编写，电路的焊接，实验器材的选择，以及实验方案的策划。曾 辉：负责电路的仿真，实验过程的分析，电路板的制作，数据的测量以及结果分析。刘天宁：负责收集资料、撰写作品方案，作品申报书，以及器材的购买，同时参与讨论和制作。作品的意义、适用范围、造价、推广前景作品的意义： 利用温差发电有效实现自供能实时多点测温和报警功能，系统不仅可以在没有外加电源的条件下工作，还能随时显示各监控点温度异常情况，有助于及时解除故障。装置通过能量的转化实现了能量的自给，这符合节能环保理念。适用范围：只要被监控物体与室温的温差在45以上都可以利用本装置实现测温与监控功能。推广前景： 装置具有易于集成化、能耗可以自己供给、多功能性（可通过改变程序和温度传感器来适应不同的测温报警要求）、造价不高等特点，可广泛应用至输热管道泄漏监控、汽车发动机温度监控等需要高温监控的领域。 推荐者情况及对作品的评述推荐者情况姓 名性别年龄职 称工作单位通讯地址电位电话Email手 机对作品