傳感器課程設(shè)計(jì)溫度報(bào)警器

1、傳感器課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 溫度報(bào)警器 學(xué) 院： 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí)： 0803 班 姓 名： 崔高飛 指導(dǎo)教師： 趙葵茹 2010年 07月02日8目 錄1 設(shè)計(jì)目的12 設(shè)計(jì)題目13 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求14 設(shè)計(jì)總結(jié)、心得 45 參考書(shū)目5一、設(shè)計(jì)目的 通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)傳感器應(yīng)用技術(shù)的知識(shí)有全面的掌握，加深對(duì)該課程知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，也是對(duì)前期理論與實(shí)踐教學(xué)效果的檢驗(yàn)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)工程設(shè)計(jì)有初步的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的識(shí)圖、繪圖能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的能力。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉工程設(shè)計(jì)的思維方式和步驟

2、，并了解如何進(jìn)一步根據(jù)確定的設(shè)計(jì)方案選擇元器件，使設(shè)計(jì)的方案在功能上和經(jīng)濟(jì)上均可行。二、設(shè)計(jì)題目溫度報(bào)警器, 當(dāng)溫度高于某值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警。三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1 設(shè)計(jì)方案的選定與說(shuō)明測(cè)溫電路報(bào)警電路比較放大器 輔助電源結(jié)構(gòu)圖根據(jù)傳感器的原理構(gòu)成和設(shè)計(jì)需要，各部分元件分別選用下列元器件：測(cè)溫電路由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測(cè)量電路構(gòu)成，測(cè)量電路選用電橋，輔助電源選用直流電源。敏感元件:負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。轉(zhuǎn)換元件：負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻將溫度轉(zhuǎn)換成電量 。測(cè)量電路的種類：電橋。電橋法方便、準(zhǔn)確。輔助電源的種類：15伏特直流穩(wěn)壓電源、220交流電源。2 論述方案的各部分工作原理當(dāng)溫度上升時(shí)，Rt電

3、阻阻值減小，電橋不平衡，輸出電壓量減小，送給比較放大器，當(dāng)送給比較放大器的電壓量低于給定值時(shí)，比較放大器輸出電壓為低電平，晶閘管關(guān)斷，原來(lái)被短路的報(bào)警回路工作，電路燈亮、鈴響，報(bào)警電路報(bào)警。3 設(shè)計(jì)方案的圖表；1） 溫度測(cè)量當(dāng)溫度變化時(shí)，Rt電阻阻值也隨之變小，電橋?qū)Ρ鄢朔e不等，電橋不平衡，輸出電量增加，由公式 U0=(Ui/4)*(Rt/R1) ，Ui=15/(R5+R6)*R6 算得輸出電壓U0，送入比較放大器，進(jìn)行比較。2）比較放大器正端電壓由測(cè)量電路送來(lái)，即電橋輸出電壓U0 ，當(dāng)U0大于負(fù)端時(shí)，比較放大器高電平導(dǎo)通，當(dāng)正端電壓低于負(fù)端時(shí)，比較放大器低電平截止。3） 報(bào)警電路R9、R10

4、為分壓電阻，避免晶閘管短路時(shí)燒毀電源及元器件。聲光報(bào)警元件分別為蜂鳴器、LED，與R9串聯(lián)成報(bào)警回路。正常工作時(shí)，比較放大器信號(hào)送來(lái)后，觸發(fā)晶閘管道通，報(bào)警回路被短路，當(dāng)溫度升高時(shí)，比較放大器輸出低電平，晶閘管VD截止，報(bào)警回路導(dǎo)通，燈和鈴導(dǎo)通，報(bào)警。4 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1） 該傳感器的技術(shù)性能和使用條件該傳感器可用于液體、氣體、固體、固溶體和火災(zāi)報(bào)警等方面，使用簡(jiǎn)單方便。通常測(cè)量范圍在25至100之間。這種測(cè)量電路精確可達(dá)0.1，感溫時(shí)間至少10秒以下。適用于初始溫度25，升高到某一程度報(bào)警的系統(tǒng)。2） 最后組成的原理框圖3） 工作原理Rt為熱敏電阻，初始Rt=R1=R2=R3=10k，電橋平

5、衡，即25時(shí)。 R5、R6、R9、R10、為分壓電阻?？赏ㄟ^(guò)Rp設(shè)置報(bào)警溫度。當(dāng)溫度升高，Rt電阻阻值減小，從而電橋輸出量隨之變化， U0=(Ui/4)*(Rt/R1) ，Ui=15/(R5+R6)*R6 . 輸出量送入比較放大器進(jìn)行比較，當(dāng)其值小于比較放大器R8上電壓時(shí)，比較放大器輸出截止，報(bào)警回路由短路狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通，燈和鈴導(dǎo)通，報(bào)警成功。4） 報(bào)警溫度的設(shè)置與計(jì)算Rt為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，阻值變化如下：溫度C電阻值K溫度C電阻值K-50329.22510-30111.3308.313-1042.45504.61027.28801.6691017.961000.9735將要設(shè)定的報(bào)警溫度對(duì)應(yīng)

6、的阻值帶入公式中U0=(Ui/4)*(Rt/R1) ，（R1阻值已知，Ui=15/(R5+R6)*R6 ），求出電橋輸出電壓U0 ,然后改變滑動(dòng)變阻器電阻阻值，使R8的電壓等于U0 ，（UR8=15/RP2+R8），即比較放大器的比較電壓，當(dāng)溫度高于設(shè)置溫度，U0小于UR8 ，比較放大器輸出低電平，VD截至，報(bào)警電路報(bào)警。5） 誤差分析熱敏電阻會(huì)有一定的時(shí)間延時(shí)，從而間接的影響了整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的靈敏和準(zhǔn)確性能。6） 技術(shù)展望本報(bào)警系統(tǒng)只適用于溫度由低升高到某一溫度上限的報(bào)警，隨著更多的需求，如某一溫度之間的報(bào)警需要，可進(jìn)一步的改進(jìn)成上、下限溫度報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)改進(jìn)靈敏程度，并進(jìn)一步的減少誤差量等等。四、設(shè)計(jì)總結(jié)、心得通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我的收獲很大。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺(jué)理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過(guò)程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過(guò)一番努力才得以解決，更重要的是讓我懂得了如何把自己平時(shí)所學(xué)的東西應(yīng)用到實(shí)際中，理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用和鞏固所學(xué)習(xí)的知識(shí)，同時(shí)有也培養(yǎng)獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。五、參考書(shū)目1 李英順. 現(xiàn)代傳感檢測(cè)技術(shù). 北京:中國(guó)水利水電出版社, 2009.2 曾芳. 電力電子技術(shù). 西安電子科技大學(xué)出版社,