溫度測量與顯示及報警電路的設計

1、 課 程 設 計 結 題 報 告 課程名稱 題 目 溫度測量與顯示及報警電路 指導教師 系 別 專 業(yè) 學生姓名 班級/學號 成 績 _目錄1一溫度測量與顯示及報警電路的設計1.設計目的.42.設計任務及要求.43.設計內(nèi)容.5 3.1）穩(wěn)壓源電路的設計.5 3.2）測量電路的設計.6 3.3）放大電路的設計.6 3.4）報警電路的設計.7 3.5) 整體電路.8 3.6）實際效果圖.84. 元器件選擇.9 4.1）熱敏電阻的選擇.9 4.2）放大器的選擇.10 4.3）比較器的選擇.105.電路的調(diào)試.116.設計的體會及其改進建議.13 溫度測量與顯示及報警電路的設計一設計目的運用有關的課

2、程的基礎理論知識和技能解決實際問題的能力，提高本專業(yè)必要的基本技能、方法和創(chuàng)新能力。完成測控系統(tǒng)任務分析、電路總體設計、單元電路設計以及電路調(diào)試等各個環(huán)節(jié)、掌握有關傳感器接口電路、信號處理電路、放大電路、濾波電路、運算電路、顯示電路以及執(zhí)行部件驅(qū)動電路等內(nèi)容在測控系統(tǒng)中的使用方法。了解有關電子器件和集成電路的工作原理。二設計任務及要求設計內(nèi)容：室內(nèi)環(huán)境參數(shù)測量及安防報警電路設計1）溫度、濕度、照度測量與顯示、報警電路設計；2）破門入室、破窗入室、室內(nèi)防盜、火災,燃氣泄露等報警電路設計。基本要求 ：1）用電路實現(xiàn)，不用軟件；2）用數(shù)字表頭實現(xiàn)測量值的顯示；3）能夠設置環(huán)境參數(shù)測量值報警上下限，并

3、實現(xiàn)聲、光報警。主要性能指標：本次設計的題目為溫度報警器的設計，運用溫度傳感器的溫度特性從而達到在一定溫度時的報警作用。其主要功能和指標如下：1. 利用溫度傳感器（熱敏電阻）測量某環(huán)境的溫度2. 報警器的報警溫度可調(diào)，范圍為（050）3. 采用蜂鳴器報警，聲音大小由環(huán)境溫度與報警溫度的差值決定三設計內(nèi)容 3.1穩(wěn)壓電源電路的設計要使電路能夠穩(wěn)定的工作首先就要提供一個穩(wěn)定的電源，如圖1就是我設計的穩(wěn)壓源電路圖，電路中的LM358P為電壓跟隨器，用來形成穩(wěn)定的電壓源供測量電路使用。圖中1N4732A為4.7V穩(wěn)壓管，調(diào)節(jié)R8使電壓跟隨器LM358P的輸出Uo1穩(wěn)定為2.5V，為后面的測量電路提供穩(wěn)

4、定可靠地電源供應。其電路原理圖如圖1：Uo1圖1 3.2測量電路的設計 如電路圖圖2所示其中R1為負溫度系數(shù)熱敏電阻，即隨著溫度的升高，阻值增小。該熱敏電阻在常溫（24C）時電阻為160歐姆。電路原理圖如圖2，電路圖中的V1即為上一步驟中的穩(wěn)壓電源提供的電壓，該電壓穩(wěn)定在2.5v. R1為一定值電阻。 圖2 3.3放大電路的設計 電路圖如圖3所示，利用運放LM358構成差動放大電路，運放LM358對從5腳和6腳過來的電壓進行相減放大。在該調(diào)節(jié)過程中發(fā)現(xiàn)lm358p有時候7口會沒有輸出，這時候用電壓表測得5口和6口電壓差值較大，我的解決方法是我調(diào)節(jié)圖3中R2的電阻使得6口的電壓與5口電壓差值較為

5、接近，這時候7口就又重新有輸出了。 圖33.4報警電路的設計報警電路的設計，我們運用了比較器，如圖4所示lm358n的2口接入一個比較電壓v1 當3口的電壓大于2口時1口才會有輸出，當?shù)?口小于2口時1口沒有輸出，所以當溫度升高到一定數(shù)值，比較器就會有輸出，從而激活報警電路工作，報警部分為光報警和聲報警，光報警為發(fā)光二極管發(fā)光，聲報警為蜂鳴器響。電路如圖4。 圖43.5整體電路整體電路如圖5 圖53.6實際效果圖：四元器件選擇 4.1熱敏電阻的選擇 熱敏電阻的選擇為負溫度系數(shù)熱敏電阻，負溫度系數(shù)熱敏電阻隨著溫度的升高，電阻值降低。常溫下（24C）阻值為160。型號為NTCXKMZ4。該熱敏電阻

6、的阻值的變化范圍為100到200。 4.2放大器的選擇該電路中采用了運放LM358，其引腳圖，及各部分功能如下：在LM358中有兩個單獨的運放，在他的8個引腳中，下圖引腳1-3為一個運放，5-7為第二個運放，其中1腳和7腳為輸出端，2腳和6腳為反相輸入端，3腳和5腳為同相輸入端。相應的邏輯功能圖如下圖：4.3比較器的選擇 比較器在電路中我們選擇的是LM358N。LM358的特點: 內(nèi)部頻率補償，低輸入偏流，低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流，共模輸入電壓范圍寬，接地，差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍，直流電壓增益高(約100dB) ，單位增益頻帶寬(約1MHz) ，電源電壓范圍寬：單電源(330V)

7、；雙電源(1.5 一15V)，低功耗電流，適合于電池供電，輸出電壓擺幅大(0 至Vcc-1.5V)。報警電路的設計，我們運用了比較器，如圖4所示lm358n的2口接入一個比較電壓v1 當3口的電壓大于2口時1口才會有輸出，當?shù)?口小于2口時1口沒有輸出，所以當溫度升高到一定數(shù)值，比較器就會有輸出。我們運用比較器來對后面報警電路的輔助設計，當我們的溫度不斷的升高，并達到我們設定的數(shù)值時，通過比較器報警電路接通，進行報警，當溫度降低，低于我們設定的數(shù)字是比較器沒有輸出，報警電路停止工作。我們運用LM358N來作比較器，輸入3為放大器后出來的電壓值，輸入2為設定的比較電壓值，只有當輸入3的電壓增大并

8、大于輸入2的電壓是，輸出1才會有輸出，否則輸出為零。五電路調(diào)試 在電路調(diào)試的過程中主要是分為3個部分，第一步為調(diào)出一個2.5v的穩(wěn)壓電源，為后面的測量電路提供穩(wěn)定的2.5V穩(wěn)定電壓.如圖7 圖7第二部分為調(diào)節(jié)比較器電壓使得常溫下不報警 調(diào)節(jié)比較器電壓可以改變報警的溫度值，根據(jù)需要假設要調(diào)高報警電壓，只需將比較電壓調(diào)高即可。 圖8 如下圖即為當比較電壓為2.3v時，加熱熱敏電阻，使得電路工作時候的狀態(tài)。 圖9六設計的體會及其改進建議 測控電路課程設計是培養(yǎng)我們綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對我們實際工作能力的具體訓練和考察過程.從選定方案設計完成，從

9、理論到實踐，對我們來說充滿挑戰(zhàn)，但是從中卻學到很多的東西，不僅可以鞏固了以前所學過的知識，還學到了很多在書本上所沒有學到過的知識，并且鍛煉了自己的動手能力。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合的重要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。課程設計過程中遇到問題是再所難免的，但是從遇到的各種各樣的問題中，我們也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，同時也讓我們在實踐中發(fā)現(xiàn)了不少解決的方法，充實了我們的經(jīng)驗，讓我們在以后遇到相同的問題時能夠順利解決。三周的課程設計很快的就過去了，剛開始課程設計的時候有些無從下手，我不斷地去翻看課本，去圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查找相關資料，不僅是查找資料，也是把自己忘記的，沒有掌握