工礦企業(yè)九路火災(zāi)實時監(jiān)測報警系統(tǒng)設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 本科畢業(yè)設(shè)計論文 題目： 工礦企業(yè)九路火災(zāi)實時監(jiān)測報警系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè)名稱 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 畢業(yè)時間 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 一、 題目 工礦企業(yè)九路火災(zāi)實時監(jiān)測報警系統(tǒng)設(shè)計 二、指導(dǎo)思想和目的要求 通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生對所學(xué)自動化基本知識和理論加深理解，掌握控制系統(tǒng)設(shè)計的基本方法，培養(yǎng)獨立開展設(shè)計工作的能力。 要求在畢業(yè)設(shè)計中： 1設(shè)計工業(yè)生產(chǎn)線及 廠房等要害部位火災(zāi)自動遙控報警系統(tǒng)。具有九路遙測、聲光報警和失火位置顯示功能； 2分析設(shè)計要求，提出系統(tǒng)方案； 3選擇監(jiān)控傳感器，設(shè)計遙測系統(tǒng)電路； 4設(shè)計遙控傳輸系統(tǒng)電路，進(jìn)行電路設(shè)計計算，選擇系統(tǒng)及電路組部件，元器件； 5設(shè)計報警和失火位置顯示系統(tǒng)，進(jìn)行電路設(shè)計，選擇電路組部件及元器件； 6設(shè)計簡易報警系統(tǒng)，制作和調(diào)試簡易報警電路演示實物； 7撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。 三、主要技術(shù)指標(biāo) 1功能和性能： 監(jiān)控對象：工業(yè)生產(chǎn)線及廠房等要害部位火災(zāi) 遙測遙控范圍： 500m； 監(jiān)控點： 9 個； 遙控遙測路數(shù)： 9 路； 報警方式：聲，光、失火位置顯示 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2出總電路圖和各部分電路圖、出元器件名細(xì)表。 3制作簡易報警電路演示實物。 四、進(jìn)度和要求 1：收集查閱資料； 4：完成總體方案設(shè)計和建模； 7：完成系統(tǒng)分析和控制規(guī)律設(shè)計； 9：完成仿真驗證及修改； 12：完成畢業(yè)設(shè)計論文，實物制作。 五、主要參考書及參考資料 1 樊尚春等，檢測技術(shù)與系統(tǒng)，北京航空航天大學(xué)出版社； 2 方佩敏，新編傳感器原理。應(yīng)用 。電路詳解，電子工業(yè)出版社； 3 張福學(xué)，傳感器應(yīng)用及其電路精選，電子工業(yè)出版社 . 學(xué)生 指導(dǎo)教師 系主任 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 火災(zāi)給人類、社會和自然造成的危害范圍不斷擴(kuò)大，它不僅毀壞物質(zhì)財產(chǎn)，造成社會秩序的混亂，還直接威脅生命全，給人們的心靈造成極大的傷害。殘酷的現(xiàn)實讓人們逐漸認(rèn)識到監(jiān)控預(yù)警和消防工作的重要性，良好的監(jiān)控系統(tǒng)和及時的報警機(jī)制可以大大降低人員的傷亡，為社會減少不必要的損失。 本論文是針對工業(yè)生產(chǎn)線及廠房等要 害部位火災(zāi)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計 ,能夠在火災(zāi)初期，將燃燒的煙霧、熱量等物理量，通過感煙、感溫等火災(zāi)探測器變成電信號，傳輸?shù)交馂?zāi)報警控制器上，出現(xiàn)異常情況能夠進(jìn)行報警，起到早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)和通報火災(zāi)的作用。此次設(shè)計采用多種傳感器與集成電路的有關(guān)原理，并通過實物制作與演示，系統(tǒng)的了解報警系統(tǒng)設(shè)計原理。 設(shè)計方案如下： 因為是針對遠(yuǎn)距離不同位置著火點進(jìn)行實時監(jiān)測，故采用傳感與遙測技術(shù)； 該系統(tǒng)主要包含傳感電路、遙測發(fā)射電路、遙測接收電路、報警電路等各個模塊的設(shè)計。 當(dāng)無火災(zāi)發(fā)生時，傳感器處在截至狀態(tài)， 聲光報警電路不工作；一旦發(fā)生火災(zāi)，傳感器感受到的非電信號經(jīng)過一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號，此電信號經(jīng)過發(fā)射模塊的編碼與傳輸，再通過接收模塊進(jìn)行信號接收、譯碼器解碼和數(shù)碼管顯示，同時通過報警裝置及時報警。 在實物制作過程中，由于不添加遙測技術(shù)，主要是通過傳感器檢測火災(zāi)，致使蜂鳴器發(fā)出警報。本實物主要用光敏二極管檢測火災(zāi)發(fā)生時產(chǎn)生的光照，最終使蜂鳴器發(fā)出警報來驗證本次設(shè)計。 關(guān)鍵詞 ：火災(zāi)自動報警 ,傳感器 ,遙測發(fā)射接收電路 ,報警電路 ,實物制作 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 by it is of of s so to of a to is as in to a in of a of of by as it is so is no in as of a by In do 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 a of of to to 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 第一章 緒 論 . 1 災(zāi)自動報警系統(tǒng)研究的目的和意義 . 1 災(zāi)自動報警系統(tǒng)在國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r . 2 統(tǒng)設(shè)計要求 . 3 設(shè)計主要研究的內(nèi)容 . 3 第二章 自動火災(zāi)報警裝置的設(shè)計方案 . 5 統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 5 組成部分方案的選定 . 6 感器的選擇 . 6 測發(fā)射模塊的選擇 . 7 測接收模塊的選擇 . 7 警電路的設(shè)計 . 7 第三章 傳感電路與遙測發(fā)射電路的設(shè)計 . 8 感器 . 8 感器的選擇 . 10 感電路 . 17 測發(fā)射電路 . 19 射模塊 . 19 電器 . 20 第四章 遙測接收報警電路 . 22 收模塊 . 23 碼器 . 24 碼管 . 26 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 鳴器 . 27 率開關(guān)電路 . 28 源電路 . 28 第五章 實物制作與調(diào)試 . 30 物制作 . 30 物制作成果 . 30 物制作圖 . 30 試 . 31 第六章 設(shè)計總結(jié) . 32 計任務(wù)和要求 . 32 計成果 . 32 物制作與調(diào)試成果 . 32 致 謝 . 34 參考文獻(xiàn) . 35 畢業(yè)設(shè)計總結(jié) . 36 附 錄 . 37 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章 緒 論 火災(zāi)是可燃物在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害，是威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災(zāi)害之一?；穑诮o人類帶來文明進(jìn)步、光明和溫暖的同時也在其失去控制之時給人類造成了巨大的災(zāi)難。 嚴(yán)峻的事實證明，隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會財富日益增加，火災(zāi)給人類、社會和自然造成的危害范圍不斷擴(kuò)大，它不僅毀壞物質(zhì)財產(chǎn)，造成社會秩序的混亂，還直接威脅生命全，給人們的心靈造成極大的傷害。殘酷的現(xiàn)實讓人們逐漸認(rèn)識到監(jiān)控預(yù)警和消防工作的重要性，良好的監(jiān)控系統(tǒng)和 及時的報警機(jī)制可以大大降低人員的上網(wǎng)，為社會減少不必要的損失。 災(zāi)自動報警系統(tǒng)研究的目的和意義 火災(zāi)，是指在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害。在各種災(zāi)害中，火災(zāi)時最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災(zāi)害之一。人類能夠?qū)疬M(jìn)行利用和控制，是文明進(jìn)步的一個重要標(biāo)志。火，給人類帶來文明進(jìn)步、光明和溫暖。但是，失去控制的火，就會給人類造成巨大的災(zāi)害。對于火災(zāi)，在我國古代，人們就總結(jié)出“防為上，救次之，戒為下”的經(jīng)驗。隨著社會的不斷發(fā)展，在社會財富日益增多的同時，導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)的危險性也在增多 ，火災(zāi)的危害性也越來越大。據(jù)統(tǒng)計，我國 70 年代火災(zāi)年平均損失不到 元， 80 年代火災(zāi)年平均損失不到 元。進(jìn)入 90 年代，特別是 1993 年以來，火災(zāi)造成的直接財產(chǎn)損失上升到年均十幾億元，年均死亡 2000 多人。 實踐證明，隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消防工作的重要性越來越突出。由此，火災(zāi)報警器在消防工作中的作用也尤為突出了。我國的火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)，一般由火災(zāi)探測器、區(qū)域報警器和集中報警器組成，也可以根據(jù)工程買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 的要求同各種滅火設(shè)施 和通訊裝置聯(lián)動，以形成中心控制系統(tǒng)。即有自動報警、自動滅火、安全疏散誘導(dǎo)、系統(tǒng)過程顯示、消防檔案管理等組成一個完整的消防控制系統(tǒng)?；馂?zāi)探測器是探測火災(zāi)的儀器，由于在火災(zāi)發(fā)生的階段，將伴隨產(chǎn)生煙霧、高溫、火光。這些煙、熱和光可以通過探測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枅缶蚴棺詣訙缁鹣到y(tǒng)啟動，及時撲滅火災(zāi)。區(qū)域報警系統(tǒng)能將所在區(qū)域的探測器發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換為聲光報警，并在屏幕上顯示火災(zāi)發(fā)生點；同時還能監(jiān)視若干區(qū)域的集中報警器輸出信號或控制自動滅火系統(tǒng)。集中報警是將接受到的信號以聲光方式顯示出來，其屏幕上也具體顯示出著火的地點。 本 設(shè)計是基于多種傳感器的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計，能夠在火災(zāi)初期，將燃燒的煙霧、熱量等物理量，通過感煙、感溫等火災(zāi)探測器變成電信號，傳輸?shù)交馂?zāi)報警控制器上，出現(xiàn)異常情況能夠進(jìn)行報警，起到早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)和通報火災(zāi)的作用。 通過本次設(shè)計能夠讓我對所學(xué)自動化基本知識和理論加深理解，提高分析問題和解決問題的能力，掌握控制系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。課堂上，我們只是學(xué)習(xí)有關(guān)傳感器與集成電路的理論知識，從來沒有進(jìn)行實踐。此次正好通過畢設(shè)，能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)的知識更好的加以利用，通過參考專業(yè)設(shè)計人員設(shè)計出的報警裝置給了我很大啟發(fā)。雖然不能 像他們一樣優(yōu)秀，但至少我學(xué)會了很多有關(guān)方面的知識，給我的畢設(shè)提供了很多豐富的資源。 災(zāi)自動報警系統(tǒng)在國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 許多年前，中國的消防報警產(chǎn)品剛剛起步，無論產(chǎn)品技術(shù)含量，產(chǎn)品系列完整性、使用性，還是社會影響程度都是相當(dāng)?shù)偷?。國外的產(chǎn)品和品牌一統(tǒng)天下，占領(lǐng)中國的大部分市場。由于中國的建設(shè)正在飛速發(fā)展，市場大的驚人，難道這由中國發(fā)展帶來的成果只能由外國企業(yè)來瓜分么？可幸的是中國企業(yè)抓住了機(jī)遇，頂住了挑戰(zhàn)。先是一批國家的科研院所，后是一批國營企業(yè)、民營企業(yè)，業(yè)內(nèi)也吸引和凝聚一大批國內(nèi)的技術(shù)和管理精英， 歷經(jīng)多年，通過幾次產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就使自己的產(chǎn)品緊緊跟上了國際水平，并且奪回了大部分國內(nèi)市場，使得現(xiàn)在大多國外產(chǎn)品只有招架之功。 消防報警產(chǎn)品是一個系列產(chǎn)品，包括火災(zāi)探測設(shè)備、信息傳輸設(shè)備、報警分買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 析控制器、消防控制聯(lián)動。是物理傳感技術(shù)、自動控制、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸和管理等技術(shù)的綜合集成，屬于高新技術(shù)。依托中國多年的基本建設(shè)的發(fā)展，具備了和國外知名企業(yè)相抗衡的能力。在目前中國許多冠名以高新技術(shù)的行業(yè)中，中國企業(yè)大多數(shù)做的是下游的制造和服務(wù)，像消防報警產(chǎn)品那樣即擁有自我知識產(chǎn)權(quán)，又擁有大量市場的行業(yè)其實是很少 的。 在消防報警產(chǎn)品的技術(shù)含量上，國內(nèi)產(chǎn)品和國外產(chǎn)品差距不是很大，許多指標(biāo)已經(jīng)超越。存在的問題是：類似于國外產(chǎn)品的大批量規(guī)模化的生產(chǎn)才剛起步，有待于積累經(jīng)驗和技術(shù)，也因此在產(chǎn)品一致性和長期穩(wěn)定性上存在一些差距，國內(nèi)正在形成大型企業(yè)和集團(tuán)，這樣可以帶領(lǐng)國內(nèi)的各家企業(yè)去沖擊海外市場，并最終占領(lǐng)海外的消防報警市場。 統(tǒng)設(shè)計要求 本設(shè)計是一個針對工業(yè)生產(chǎn)線及廠房等要害部位火災(zāi)自動遙控報警系統(tǒng)，具有九路遙測、聲光報警和失火位置顯示功能。 具體要求如下： 監(jiān)控對象：工業(yè)生產(chǎn)線及廠房等要害部位火災(zāi)； 遙測遙 控范圍： 500m； 監(jiān)控點： 9 個； 遙控遙測路數(shù)： 9 路； 報警方式：聲、光、失火位置顯示。 設(shè)計主要研究的內(nèi)容 本次設(shè)計主要研究針對工礦企業(yè)預(yù)防火災(zāi)的自動報警控制系統(tǒng)，采用多種傳感器，如溫度傳感器、煙霧傳感器和光電傳感器，對環(huán)境中的溫度、煙霧濃度狀況、光照強(qiáng)度進(jìn)行實時監(jiān)測，能對周圍環(huán)境的溫度突然升高，煙霧濃度突然提高光照強(qiáng)度加強(qiáng)進(jìn)行報警。要求所設(shè)計的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)能夠?qū)囟取熿F和光照進(jìn)行實時監(jiān)測，出現(xiàn)異常情況能夠進(jìn)行及時的報警，起到早期出現(xiàn)火災(zāi)并及時通報相關(guān)人員撲滅火災(zāi)，來 減少人員和財產(chǎn)的損失。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 該系統(tǒng)包括以下部分：傳感器電路、觸發(fā)電路、接收電路、報警電路等。傳感器電路主要由煙霧傳感器和光電傳感器組成，主要對著火點進(jìn)行監(jiān)測；觸發(fā)電路主要由發(fā)射模塊和編碼器模塊組成，主要將傳感器轉(zhuǎn)換成的電信號進(jìn)行傳輸；接收電路主要由接收模塊、譯碼器模塊、數(shù)碼管顯示模塊等組成，接收傳輸?shù)碾娦盘枺粓缶娐酚蓤缶b置蜂鳴器和光報裝置 組成，進(jìn)行及時報警。 當(dāng)無火災(zāi)發(fā)生時，傳感器處在截至狀態(tài)，聲光報警電路不工作；一旦發(fā)生火災(zāi)，傳感器感受到的非電信號經(jīng)過一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號，此電信號經(jīng)過發(fā)射模塊 的編碼與傳輸，再通過接收模塊進(jìn)行信號接收、譯碼器解碼和數(shù)碼管顯示，同時通過報警裝置及時報警 . 在實物制作過程中，由于不添加遙測技術(shù)，主要是通過傳感器檢測火災(zāi)，致使蜂鳴器發(fā)出警報。本實物主要用光敏二極管檢測火災(zāi)發(fā)生時產(chǎn)生的光照，最終使蜂鳴器發(fā)出警報來驗證本次設(shè)計。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第二章 自動火災(zāi)報警裝置的設(shè)計方案 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是由 傳感器 、火災(zāi)報警裝置、火災(zāi)警報裝置以及具有其它輔助功能裝置組成的，它具有能在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災(zāi)探測器變成電信號，傳輸?shù)交馂?zāi)報警 控制器 ， 并同時顯示出火災(zāi)發(fā)生的部位、時間等，使人們能夠及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時采取有效措施，撲滅初期火災(zāi)，最大限度的減少因火災(zāi)造成的生命和財產(chǎn)的損失，是人們同火災(zāi)做斗爭的有力工具。 統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 本次設(shè)計的關(guān)鍵部分是傳感器的選型和遙控組件電路的設(shè)計。傳感器感受到的非電信號經(jīng)過一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號，此電信號經(jīng)過發(fā)射模塊的編碼與傳輸，再通過接收模塊進(jìn)行信號接收、譯碼器解碼和數(shù)碼管顯示，同時通過報警裝置及時報警。 當(dāng)無火災(zāi)發(fā)生時，傳感器處在截至狀態(tài)，聲光報警電路不工作；一旦發(fā)生火災(zāi)，傳感器感受 到的煙霧、光照、溫度等非電信號，并將此信號轉(zhuǎn)換成電信號，通過遙測發(fā)射電路中發(fā)射模塊的編碼與傳輸，再通過接收模塊進(jìn)行信號接收、譯碼器解碼和數(shù)碼管顯示，同時產(chǎn)生聲、光報警信號進(jìn)行報警顯示。 本設(shè)計采用 9 路報警裝置，所以根據(jù)需要遙控發(fā)射電路需要制作 9 片，將其放在需要報警的地方。當(dāng)某一處監(jiān)測點發(fā)生火災(zāi)時，此處的遙測發(fā)射電路開始工作發(fā)出編碼信號，接收電路接收到此信號后，譯碼器進(jìn)行解碼，數(shù)碼管顯示此路，同時產(chǎn)生聲、光報警信號進(jìn)行報警顯示。其設(shè)計原理框圖如圖 2示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 圖 2設(shè)計原理框圖 組成部分方案的選定 感器的選擇 本次設(shè)計主要是針對預(yù)防火災(zāi)發(fā)生的報警系統(tǒng)設(shè)計。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，會產(chǎn)生大量煙霧、光照等物理量，為了準(zhǔn)確檢測出這些物理量，故采用傳感器（傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置）。它是將這些非電信號轉(zhuǎn)換成電信號，再通過后續(xù)電路的工作，達(dá)到預(yù)期的報警效果。 火 災(zāi) 傳感器 遙測發(fā)射電路 遙測接收電路 報警電路 非電信號 電信號 電信號 電信號 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 在傳感器的選擇方面，由于火災(zāi)發(fā)生時會產(chǎn)生大量煙霧、光照等，所以本設(shè)計采用煙霧傳感器和光電傳感器。煙霧傳感器選用 N 型氣敏電阻傳感器 是利用敏感材料接觸氣體時，阻值發(fā)生變化來檢測氣體的成分或濃度，對可燃性氣體進(jìn)行檢測、檢漏、監(jiān)控時，具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)和恢復(fù)時間短，電阻變化大等優(yōu)點。光電傳感器選用光敏二極管， 光敏二極管是將光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件 。它是利用 有光照時，攜帶能量的光子進(jìn)入 后 ，產(chǎn)生光電流， 它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化 。 測發(fā)射模塊的選擇 本設(shè)計要求是遠(yuǎn)距離監(jiān)測，所以必須采用遙測發(fā)射模塊。發(fā)射模塊是將傳感器轉(zhuǎn)換的電信號進(jìn)行傳輸， 利用 無線 電信號對遠(yuǎn)方的各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的遙控設(shè)備。這些信號被遠(yuǎn)方的 接收設(shè)備接收后，可以指令或驅(qū)動其它各種相應(yīng)的機(jī)械或者電子設(shè)備，去完成各種操作 。可用于 無線呼叫系統(tǒng)、防盜報警、無線數(shù)據(jù)傳輸、自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。 測接收模塊的選擇 當(dāng)發(fā)射模塊發(fā)射出某一編碼時，接收模塊 就接收到同樣的編碼，并將此編碼輸出到譯碼器中進(jìn)行解碼，通過數(shù)碼管顯示失火點位置。 警電路的設(shè)計 當(dāng)接收模塊中顯示失火點位置時，同時伴隨報警電路工作，進(jìn)行及時報警。在報警電路中必須含有提供響度和亮度的聲光報警裝置蜂鳴器和 示燈，以保證發(fā)生火災(zāi)時人們能夠通過聽覺和 視覺判斷火災(zāi)發(fā)生位置。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 第三章 傳感電路與遙測發(fā)射電路的設(shè)計 感器 傳感器（英文名稱： 一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié) 。傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的 電信號部分。其組成框圖如圖 3示。 圖 3傳感器組成框圖 所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因為傳感器對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實驗方法求得，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 躍響應(yīng)和頻率 響應(yīng)來表示。 傳感器的靜態(tài)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入的關(guān)系。傳感器的輸入量 x 與輸出量 y 之間的關(guān)系通?？捎靡粋€如下的多項式表示： y=a0+ +中： x 為零時的輸出量 ;a1, ,非線性項系數(shù)。 傳感器的靜態(tài)特性可以用一組性能指標(biāo)來描述，如靈敏度、線性度、分辨率等 （ 1） 傳感器的分辨率 分辨率是指傳感器可感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳感 器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨率時，其輸出才會發(fā)生變化。 （ 2） 傳感器的靈敏度 靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況傳感器下輸出量變化 y 對輸入量變化 x 的比值。 用 S 表示靈敏度，即 果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度 S 是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。 提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。 （ 3） 傳感器的線性度 傳感器的線性度是指傳感器的輸出與輸入之間數(shù)量關(guān)系的線性程度。輸出與買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 輸入關(guān)系可以分為線性特性和非線性特性。 通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標(biāo)。 擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點 偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為 最小二乘法 擬合直線。 感器的選擇 傳感器 是火災(zāi)報警系統(tǒng)的現(xiàn)場探測部件，它的好壞直接關(guān)系到整個系統(tǒng)是否正常運行。當(dāng)火 災(zāi)發(fā)生時，把因火災(zāi)產(chǎn)生的各種非電量參數(shù)（如煙， 光， 溫度等參數(shù)）變成電量參數(shù)傳送給控制 器。其特點是模擬量傳輸， 跟隨各種非電量參數(shù)（如煙、溫 度等參數(shù)）變化而變化， 本設(shè)計選用光電傳感器和煙霧傳感器敏感 火災(zāi)產(chǎn)生 時的 煙 與光。 光敏二極管 ，其實物圖如圖 3示。 圖 3光敏 二極管 光電傳感器選用型號為 2敏二極管，因為電源電壓為 12V， 20V。各型號光敏二極管的參數(shù)如表 3示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 表 3各型號光敏二極管的參數(shù) 性能參數(shù) 型號 最高工作電 壓 暗電流 光電流 電流靈敏度 結(jié)電容 響應(yīng)時間 20 80 20 100 80 15 100 80 15 100 80 10 1050 80 10 10敏二極管是一種能夠直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的敏感性二極管。在電路中常用字母 表示，其電路圖形符號如圖 3示。 圖 3光敏二極管電路圖形符號 （ 1）光敏二極管的結(jié)構(gòu)與特點 光敏二極 管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的 ,其管芯是一個具有光敏特征的 ，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時需加上反向電壓。無光照時 ,有很小的飽和反向漏電流 ,即暗電流，此時光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時 ,飽和反向漏電流大大增加，形成光電流 ,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射 時，可以使 中產(chǎn)生電子一空穴對，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增光敏二極管加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。 其結(jié)構(gòu)圖如圖 3示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 圖 3光敏二極管的結(jié)構(gòu) （ 2） 光敏二極管的主要參數(shù) 光敏二極管的反向直流電阻在無光照時可達(dá)到幾兆歐；有光照時，下降到幾百歐左右。其主要參數(shù)如下： 最高工作電壓：最高工作電壓也稱為最高反向工作電壓。它是指無光照時，光敏二極管中反向電流 允許的高反向電壓。 光電流：指在受到一定的光照及最高工作電壓下流過管子的反向電流。一般光電流為幾十微安，并且與光照強(qiáng)度呈線性關(guān)系，光電流越大越好。如圖 3示。 圖 3光敏二極管的光電流 /光強(qiáng)曲線 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 暗電流：指在無光照且加一定反向電壓時的反向漏電流，暗電流要求盡量小。 （ 3） 光敏二極管的工作原理 光敏二極管是將光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件。光敏二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時，反向電流很?。ㄒ话阈∮?安），稱為暗電流。當(dāng)有光照時，攜帶能量的光子進(jìn)入 后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產(chǎn)生電子 為光生載流子。它們在反向 電壓作用下參加漂移運動，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱為 “光電導(dǎo) ”。光敏二極管在一般光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號，而且這個電信號隨著光的變化而相應(yīng)變化。 光電轉(zhuǎn)換原理 ： 根據(jù) 反向特性可知，在一定反向電壓范圍內(nèi)，反向電流很小且處于飽和狀態(tài)。此時，如果無光照射 ，則因本征激發(fā)產(chǎn)生的電子向飽和電流保持不變，在光敏二極管中稱為暗電流。當(dāng)有光照射 時，結(jié)內(nèi)將產(chǎn)生附加的大量電子空穴對（稱之為光生載流子），使流 過 的電流隨著光照強(qiáng)度的增加而劇增，此時的反向電流稱為光電流。不同波長的光（蘭光、紅光、紅外光）在光敏二極管的不同區(qū)域被吸收形成光電流。被表面 P 型擴(kuò)散層所吸收的主要是波長較短的蘭光，在這一區(qū)域，因光照產(chǎn)生的光生載流子（電子），一旦漂移到耗盡層界面，就會在結(jié)電場作用下，被拉向 成部分光電流；彼長較長的紅光，將透過 P 型層在耗盡 層激發(fā)出電子一空穴對，這些新生的電子和空穴載流子也會在結(jié)電場作用下，分別到達(dá) N 區(qū)和 成光電流。波長更長的紅外光，將透過 P 型層和耗盡層，直接被 N 區(qū)吸收。在 N 區(qū)內(nèi)因光照產(chǎn)生的光生載流子（空穴）一旦漂移到耗盡區(qū)界面，就會在結(jié)電場作用下被拉向 P 區(qū)，形成光電流。因此，光照射時，流過 的光電流應(yīng)是三部分光電流之和。 （ 4） 光敏二極管的兩種工作狀態(tài) 光敏二極管又稱光電二極管，它是一種光電轉(zhuǎn)換器件，其基本原理是光照到 上時，吸收光能并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。它具有兩種工作狀態(tài)： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 當(dāng)光敏二極管加上反向電壓時，管子 中的反向電流隨著光照強(qiáng)度的改變而改變，光照強(qiáng)度越大，反向電流越大，大多數(shù)都工作在這種狀態(tài)。 光敏二極管上不加電壓，利用 在受光照時產(chǎn)生正向電壓的原理，把它用作微型光電池。這種工作狀態(tài)，一般作光電檢測器 。 N 型氣敏電阻傳感器 于半導(dǎo)體式，電阻型），其實物圖如圖 3示。 圖 3N 型氣敏電阻傳感器 煙霧傳感器選用型號為 氣敏電阻傳感器，因為其可以檢測可燃性氣體。各型號氣敏電阻性能參數(shù)如表 3示。 表 3各型號氣敏電阻性能參數(shù) 性能參數(shù) 型號 測量范圍 /10敏度 分辨率 響應(yīng)時間 恢復(fù)時間 檢測對象 0010000 4 10 30 2,可燃性氣體 05000 6 5 乙醇?xì)怏w 01000 3 3 一氧化碳?xì)怏w 0010000 4 3 液體石油 07000 6 6 氫氣 氣敏電阻傳感器利用敏感材料接觸 氣體時，阻值發(fā)生變化來檢測氣體的成分買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 或濃度，對可燃性氣體進(jìn)行檢測、檢漏、監(jiān)控時，具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)和恢復(fù)時間短，電阻變化大等優(yōu)點。 電路中文字符號用 “R”或 ”示 ，其電路圖形符號如圖 3示。 圖 3煙霧傳感器電路圖形符號 N 型氣敏電阻傳感器的結(jié)構(gòu)與特點 N 型氣敏電阻傳感器采用氧化鋁、氧化鋅、氧化錫等材料制成。當(dāng)其檢測到甲烷、一氧化碳、天然氣、液化石油氣、乙炔、氫氣等氣體時，其電阻值減小。其外形結(jié)構(gòu)圖如圖 3示。 圖 3煙霧傳感器的外形圖 N 型氣敏電阻傳感器的技術(shù)參數(shù) 靈敏度（ K）：表征氣敏元件對被測氣體的敏感程度，反應(yīng)了氣體敏感元買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 件的電參量與被測氣體濃度之間的依存關(guān)系。表示氣敏元件靈敏度的方法較多，常用的有： 阻值濃度比靈敏度，即用氣敏元件阻值變化率 R 與被測氣體濃度變化量 電阻比靈敏度，即用氣敏元 件在潔凈空氣中的阻值 被測氣體中的阻值 電阻值（ 通常將電阻型氣敏元件在常溫下潔凈空氣中的電阻值，稱為氣敏元件的固有電阻值。一般電阻型半導(dǎo)體氣敏元件的固有電阻值，大多在1010。 響應(yīng)時間（ t）：指從氣敏元件與被測氣體接觸，到氣敏元件的阻值達(dá)到在此濃度下的新的穩(wěn)定所經(jīng)歷的時間。它表示在工作溫度下，氣敏元件對被測氣體的響應(yīng)速度。 （ 3） 氣敏電阻器的相關(guān)特性 氣敏電阻器特性：是一種對特殊氣體敏感的元件，它可以將被測氣體的濃度 和成分信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。 氣敏電阻器結(jié)構(gòu)特點：通常采用氧化錫（ 金屬氧化物材料制成。 氣敏電阻器的應(yīng)用：它廣泛應(yīng)用于各種可燃?xì)怏w、有毒氣體和煙霧等方面的檢測及自動控制。 （ 4） 氣敏電阻器的工作原理 常用的主要有接觸燃燒式氣體傳感器、電化學(xué)氣敏傳感器和半導(dǎo)體氣敏傳感器等。接觸燃燒式氣體傳感器的檢測元件一般為鉑金屬絲（也可表面涂鉑、鈀等稀 有金屬催化層），使用時對鉑絲通以電流，保持 300 400 的高溫，此時若與可燃性氣體接觸，可燃性氣體就會在稀有金屬催化層上燃燒，因此，鉑絲的溫度會上升，鉑絲的電阻值也上升；通過測量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。電化學(xué)氣敏傳感器一般利用液體（或固體、有機(jī)凝膠等）電解質(zhì)，其輸出形式可以是氣體直接氧化或還原產(chǎn)生的電流，也可以是離子作用于離子電極產(chǎn)生的電動勢。半導(dǎo)體氣敏傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 使用簡單的特點，應(yīng)用極其廣泛 。 N 型在檢測時阻值隨氣體濃度的增大而減小 ，象 屬氧化物 半導(dǎo)體氣敏材料，屬于 N 型半導(dǎo)體，在 200 300 溫度它吸附空氣中的氧，形成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當(dāng)遇到有能供給電子的可燃?xì)怏w（如 ）時，原來吸附的氧脫附，而由可燃?xì)怏w以正離子狀態(tài)吸附在金屬氧化物半導(dǎo)體表面；氧脫附放出電子，可燃行氣體以正離子狀態(tài)吸附也要放出電子，從而使氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)帶電子密度增加，電阻值下降。可燃性氣體不存在了，金屬氧化物半導(dǎo)體又會自動恢復(fù)氧的負(fù)離子吸附，使電阻值升高到初始狀態(tài)。這就是半導(dǎo)體氣敏元件檢測可燃?xì)怏w的基本原理。 目前國產(chǎn)的氣敏元件有 2 種。一種是直熱式，加熱絲和測量電極一同燒結(jié)在金屬氧化物半導(dǎo)體管芯內(nèi)；另一種是旁熱式，這種氣敏元件以陶瓷管為基底，管內(nèi)穿加熱絲，管外側(cè)有兩個測量極，測量極之間為金屬氧化物氣敏材料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。 感電路 主要由光電傳感器、煙霧傳感器和三端電壓檢測器組成。其電路圖如圖 3 圖 3傳感器電路圖 光敏電阻 2成。當(dāng)煙霧濃買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 度達(dá)到一定限度時或溫度超過限定值時，均會引發(fā)報警。 （ 1）無火災(zāi)發(fā)生時： 煙霧傳感器 A， B 兩級之 間的電阻很大，所以二極管 端電壓檢測器 不導(dǎo)通，三極管 偏流而截至，以致后續(xù)電路不能工作。 光敏二極管無強(qiáng)烈光照射，不會產(chǎn)生光電流，所以二極管 止，后續(xù)電路也不能工作。 （ 2）有火災(zāi)發(fā)生時： 的敏感元件吸附煙塵，致使 A 極與 腳變?yōu)楦唠娖?，因此三極管 通，后續(xù)電路相繼工作。 光敏二極管接受強(qiáng)烈光照射，產(chǎn)生光電流，二極管 通，后續(xù)電路也相繼工作。 三端電壓檢測器為集成電路，其外形同普通三極管，如圖 3要將它接入電路中，就可對電路電源電壓進(jìn)行自動監(jiān)測。 三端電壓檢測路的特點是體積小、功耗極微 ,不需要其它電源就可以用于監(jiān)測電壓是否過高或過低。 其實物圖如圖 3示。 圖 3三端電壓檢測器實物圖 三端電壓檢測器有內(nèi)部集成電流限制、過熱關(guān)斷和安全區(qū)域保護(hù)等功能，可買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 以有效地防止過載損壞。其電原理圖如圖 3示。 圖 3三端電壓檢測器電原理圖 測發(fā)射電路 圖 3遙測發(fā)射電路結(jié)構(gòu)圖 射模塊 設(shè)計要求是遠(yuǎn)距離并且是不同位置監(jiān)測，所以必須采用遙測發(fā)射模塊。而集成模塊 帶有編碼 功能的發(fā)射模塊，可以對不同位置進(jìn)行編碼，當(dāng)煙霧傳感器 光敏二 極管 三端電壓檢測器 繼 電 器 發(fā) 射 模 塊 電 源 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 某處發(fā)生火災(zāi)時，可以對其進(jìn)行編碼并將此編碼信號發(fā)射出去。 發(fā)射模塊 對其進(jìn)行編碼，該設(shè)計需對 9 處進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警，所以其編碼方法如下： A、 B、 C、 D 懸空時為“ 0”； A， B， C， D 與 連接時為“ 1”。若 連， B、 C、 D 懸空，即 D=0， C=0， B=0， A=1，其編碼為 0001。本系統(tǒng)采用 9 路編碼，故編碼范圍為 00011001。 碼數(shù)據(jù)如表 3示。 表 3碼數(shù)據(jù) 電器 繼電器 (也稱電驛，是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種 “自動開關(guān) ”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器線圈在電路中用一個長方框符號表示，如果繼電器有兩個線圈，就畫兩個并列的 長方框。同時在長方框內(nèi)或長方框旁標(biāo)碼 D C B A 0 0 0 1 0 0