[发明专利]实验室环境参数综合测量仪及其测重力加速度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境参数测量装置，具体涉及一种实验室环境参数综合测量仪及其测量重力加速度值的方法。

背景技术

重力加速度、温度、湿度、光照强度、磁偏角、大气压等环境参数对于物理、化学、生物等实验室所作的实验结果的准确程度起着很重要的作用，有时甚至直接影响实验结果的正确与否。实验室测量这些环境参数的通常做法是：针对不同的环境参数，采用相应的专门的测量仪器或工具，逐个检测，比较繁琐。在这些参数中，特别是重力加速度g值的测量更是费时费力。重力加速度g值的精确测定对于力学计量、热工计量、电学计量、精密物理计量、地球物理学、地震预报、重力探矿和空间科学等方面具有非常重要的作用。目前重力加速度g值的测量，通常采用单摆测量、圆锥摆测量、滴水法测量、斜槽测量、打点计时器测量、自由落体运动测量以及称重法原理称出已知质量的法码后计算测量等方法进行，这些测量方法的步骤繁琐，耗费时间，所需测量工具多，耗费大量人工，有时为了提高一个数量级的精度，投入的设备费用呈几何级上升，不够经济、方便。

如申请公布号为CN102280553A的中国专利文献，其公开了一种数显重力加速度测试仪，其主要由托盘、压力传感器和数据运算器等组成，采用称重法原理，通过称出已知质量的物体所受的重力进行g=G/M的简单计算后测定重力加速度g值。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种将实验室的重力加速度、温度、湿度、光照强度、磁偏角和大气压等多种环境参数的测量集于一体的实验室环境参数综合测量仪，以及利用该实验室环境参数综合测量仪测量重力加速度参数值的方法。

本发明的技术方案是：本发明的实验室环境参数综合测量仪，其结构特点是：包括运算控制模块、湿度测量模块、光照模块、气压模块、磁偏角测量模块、温度测量模块、位置测量模块、LCD显示模块、按键；

上述的湿度测量模块设有湿度信号输出端；光照模块设有光照信号输出端；气压模块设有气压信号输出端；磁偏角测量模块设有磁偏角信号输出端；温度测量模块设有温度信号输出端；位置测量模块设有地理位置信号输出端；LCD显示模块设有显示信号输入端和控制信号输入端；按键设有信号输出端；

运算控制模块设有湿度信号输入端、光照信号输入端、气压信号输入端、磁偏角信号输入端、温度信号输入端、地理位置信号输入端、显示信号输出端、显示控制信号输出端和按键信号输入端；

运算控制模块的湿度信号输入端与湿度测量模块的湿度信号输出端电连接；运算控制模块的光照信号输入端与光照模块的光照信号输出端电连接；运算控制模块的气压信号输入端与气压模块的气压信号输出端电连接；运算控制模块的磁偏角信号输入端与磁偏角测量模块的磁偏角信号输出端电连接；运算控制模块的温度信号输入端与温度测量模块的温度信号输出端电连接；运算控制模块的地理位置信号输入端与位置测量模块的地理位置信号输出端电连接；LCD显示模块的显示信号输入端与运算控制模块的显示信号输出端电连接；LCD显示模块的控制信号输入端与运算控制模块的显示控制信号输出端电连接；运算控制模块的按键信号输入端与按键的信号输出端电连接；

上述的位置测量模块包括能够接收经度、纬度和海拔高度信息的GPS信号接收器；运算控制模块包括通过提取位置测量模块接收的纬度和海拔高度信息并按照内置的程序和算法计算出重力加速度值的单片机。

进一步的方案是：上述的运算控制模块的单片机的型号为STC89C51；湿度测量模块包括型号为DHT11的湿度传感器；光照模块包括型号为BH1750的光照传感器；气压模块包括型号为BMP085的气压传感器；磁偏角测量模块包括型号为HMC5883L的高精度数字罗盘；温度测量模块包括型号为DS18b20的温度传感器；LCD显示模块包括型号为LCD12864的液晶显示屏。

进一步的方案是：上述的按键为组件，包括温度输出按键、湿度输出按键、磁偏角输出按键、光照输出按键、气压输出按键和重力加速度输出按键。

利用上述的实验室环境参数综合测量仪测量重力加速度值的方法，包括以下步骤：

①单片机提取位置测量模块接收的纬度值θ，单片机通过内置的国际大地测量和地球物理联合会的标准公式：

g_θ=9.780321(1+0.00530244sin²θ-0.00000580sin²2θ)m/s²

计算出该纬度下海拔高度为0的地球重力加速度g_θ；