溫度報(bào)警器課程設(shè)計(jì)

1、模擬電子課程設(shè)計(jì)題目名稱： 溫度報(bào)警器課程設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 溫度報(bào)警器課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)境溫度監(jiān)測報(bào)警電路，通過對溫度報(bào)警電路的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，掌握溫度報(bào)警電路的工作原理和運(yùn)算放大器在實(shí)際電子電路中的應(yīng)用。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求在一些要求恒溫的場所，如生物實(shí)驗(yàn)室、蔬菜大棚等，對溫度有一定的要求。如果溫度太高，則應(yīng)及時(shí)采取降溫措施；如果溫度太低，則應(yīng)及時(shí)采取升溫措施。為便于及時(shí)不解溫度是否正常，可使用溫度報(bào)警器。1）當(dāng)溫度高于在1030范圍內(nèi)時(shí)，報(bào)警器不發(fā)出聲音。當(dāng)溫度超出這個(gè)范圍時(shí)，報(bào)警器報(bào)出聲響，并可根據(jù)聲響的不同單調(diào)區(qū)分溫度的高低，即：當(dāng)溫度高于30或溫度低于

2、10時(shí)，報(bào)警器發(fā)出不同的聲音。2）可用515V直流穩(wěn)壓電源供電。3）在保證性能的前提下，晝減少功耗，降低成本。三、總體方案：1.基本原理溫度報(bào)警器由感知外部溫度的橋式測溫電路，差動放大電路，滯回比較器及報(bào)警器組成。溫度報(bào)警器是通過對溫度有一定的感應(yīng)的電阻的阻值的變化，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電壓的變化，從而通過一系列的電路產(chǎn)生相應(yīng)信號，輸入報(bào)警器，從而報(bào)警器發(fā)出不同的聲響。測溫電路由電阻組成，其中有一個(gè)就是對環(huán)境溫度有感應(yīng)的熱敏電阻，它和其他電阻組成一個(gè)支路，另外還要有兩個(gè)支路，都是用定值電阻組成的，事先就把相應(yīng)的溫度轉(zhuǎn)換相應(yīng)的電壓，從而用不同阻值的電阻分壓，這樣就可以產(chǎn)生兩個(gè)固定的溫度，可以作為溫度的上

3、下限。然后，把它們的比較結(jié)果作為輸入進(jìn)差動放大電路，進(jìn)行一定倍數(shù)的電壓放大，在把差動電路的輸出作為滯回比較器的輸入，這是為了穩(wěn)定輸出，把穩(wěn)定的信號輸入報(bào)警器中。這就是一個(gè)完整的溫度報(bào)警電路。2.系統(tǒng)框圖 外界溫度測溫電橋差動放大電路差動放大電路滯回比較器滯回比較器報(bào)警器報(bào)警器四、詳細(xì)設(shè)計(jì)：1.測溫電橋（見下圖，圖一）圖一 測溫電路測溫電橋由一個(gè)熱敏電阻及若干個(gè)用于調(diào)節(jié)電橋平衡的電阻組成。其中R7，R8是分別用于調(diào)節(jié)兩個(gè)電橋平衡的滑動變阻器，R2是溫度傳感器。R1,R2,R3,R4及R8組成測溫電橋。其呈現(xiàn)出的阻值與溫度成線性變化關(guān)系且具有負(fù)溫度系數(shù)，而溫度系數(shù)又與流過它的工作電流有關(guān)。為了穩(wěn)定

4、R2的工作電流，達(dá)到穩(wěn)定其溫度系數(shù)的目的，設(shè)置了穩(wěn)壓管D1。測溫電橋的輸出電壓為：U=UB-UA2.差動放大電路 （見下圖，圖二）圖二 差動放大電路由集成運(yùn)放及外圍電路組成的差動放大電路，將測溫電橋輸出電壓U 按比例放大。其輸出電壓當(dāng)R10=R11,(R12+RW14)=R13時(shí)， Uo1=( R12+RW14)* (UB-UA)/R10可見差動放大電路的輸出電壓Uo1僅取決與兩個(gè)輸出電壓之差和外部電阻的比值。RW15用于差動放大器調(diào)零。3滯回比較器（見下圖，圖三） Ur Ui圖三 滯回比較器差動放大器的輸出電壓Uo1輸入及集成運(yùn)放組成的滯回比較器。設(shè)比較器輸出高電平UoH,輸出低電平UoL,

5、參考電壓Ur加在反向輸入端。門限寬度大小可通過調(diào)節(jié)R2/R3的比值來調(diào)節(jié)。4.輸出報(bào)警器（見下圖，圖四）圖四 報(bào)警器電路滯回比較器輸出的電壓作為輸入的信號輸入報(bào)警器，利用一般的雙音報(bào)警器電路來作為報(bào)警器。調(diào)節(jié)報(bào)警電路的電阻，電容的不同決定頻率的不同值使報(bào)警器發(fā)出不同的聲音。報(bào)警器電路由兩片555定時(shí)器組成。都接成自激多諧振蕩器的工作方式。A3的輸出方波信號由R41去控制A4的5腳電平。當(dāng)A3輸出高電平信號時(shí)，A4的振蕩頻率低；當(dāng)A3輸出低電平信號時(shí)，A4的振蕩頻率高。因此A4的振蕩頻率被A3的輸出電壓調(diào)制為兩種音頻頻率，使揚(yáng)聲器發(fā)出不同的響聲。五、整體電路：六、總結(jié)：通過這次實(shí)驗(yàn)我們得出了一下

6、結(jié)論：LM324可以放大信號。在設(shè)計(jì)的過程中，將系統(tǒng)模塊化，更有利于我們?nèi)ミx擇電路的參數(shù)，更有利我們?nèi)シ治龊驼{(diào)試電路。在設(shè)計(jì)的過程中我們用了自己的理論知識去分析和計(jì)算電路圖，雖然將所學(xué)的知識運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)當(dāng)中去了，但是我們從這次課設(shè)中總結(jié)的結(jié)論是，理論永遠(yuǎn)是理論知識，而實(shí)際往往和理論的有些偏差，因?yàn)槲覀儾豢赡馨褜?shí)際當(dāng)中的任何情況都能考慮進(jìn)去，只有通過不斷地去調(diào)試，理論與實(shí)際結(jié)合才能把系統(tǒng)順利完成。我們對模電這門課程有了更深層次的認(rèn)識，掌握了如何運(yùn)用書本的知識去做一個(gè)較簡單的系統(tǒng)，最終，通過大家努力把溫度檢測報(bào)警系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)出來了。但是，就實(shí)際情況而言，本電路還是其不足之處。首先，本電路所用的元器件

7、以及整體構(gòu)思都比較一般，并沒有什么先進(jìn)性。其次，元器件的精確度也不是很高，再有，自己所設(shè)計(jì)的放大部分的參數(shù)選取不夠完美，問題考慮不周，并不是所有溫度都能超限報(bào)警。然后，由于所學(xué)知識和能力有限，設(shè)計(jì)的電路還有不完善之處，許多地方仍然需要改進(jìn)，從而減小誤差，增加其實(shí)用性。這個(gè)可以當(dāng)我們所學(xué)知識更加充分時(shí)去完善它。七、參考文獻(xiàn)：1 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介華. 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京：高等教育出版社，1997.3 曾令榮，林茂，項(xiàng)雙兵等. 溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.電子制作4 孫梅生. 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，1998.5

8、高吉祥. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社.2002.6 畢克允. 新編中國半導(dǎo)體器件手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1992.7 陳杰，黃鴻. 傳感器與檢測技術(shù).北京：高等教育出版社.2008.8 陳艾. 敏感材料與傳感器.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.八、收獲和體會本次課程設(shè)計(jì)加深了我們對所學(xué)理論知識的理解，并能將其熟練應(yīng)用，做到理論與實(shí)際相結(jié)合。設(shè)計(jì)的過程中遇到過挫折和困難，由于能力有限，設(shè)計(jì)過程中遇到了很多問題，課程設(shè)計(jì)時(shí)很累，但生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。培養(yǎng)我們學(xué)生分析問題、解決問題的實(shí)踐能力。本次課程設(shè)計(jì)完成了，可是我們的專

9、業(yè)實(shí)踐才剛剛開始，這是一個(gè)好的開始?，F(xiàn)在我們即將步入大三的學(xué)習(xí)生活，還有短短的兩年時(shí)間，我們就將步入工作崗位，用我們的專業(yè)知識去工作。如果沒有這讓的實(shí)踐活動，我想我將很難和工作接軌，很難把知識運(yùn)用到工作中去。課程設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)我在學(xué)習(xí)過程中，對知識掌握得不牢固，有很多知識點(diǎn)都忘記了，不過作設(shè)計(jì)的同時(shí)，讓我重新回顧了這些知識。我相信，我會在本次課程設(shè)計(jì)中受益匪淺，為將來的學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)以及工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。九、附錄： 1、元器件管腳圖及簡介 LM324管腳圖LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列，它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大

10、器可用上圖左所示的符號來表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見下圖。CB555管腳圖1地 GND ，2觸發(fā)， 3輸出，4復(fù)位， 5控制電壓，6門限(閾值） ，7放電 ，8電源電壓Vcc555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。LM7805、LM7812、LM7912