溫度測(cè)量與顯示及報(bào)警電路的設(shè)計(jì)

1、 課 程 設(shè) 計(jì) 結(jié) 題 報(bào) 告 課程名稱 題 目 溫度測(cè)量與顯示及報(bào)警電路 指導(dǎo)教師 系 別 專 業(yè) 學(xué)生姓名 班級(jí)/學(xué)號(hào) 成 績 _目錄1一溫度測(cè)量與顯示及報(bào)警電路的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)目的.42.設(shè)計(jì)任務(wù)及要求.43.設(shè)計(jì)內(nèi)容.5 3.1）穩(wěn)壓源電路的設(shè)計(jì).5 3.2）測(cè)量電路的設(shè)計(jì).6 3.3）放大電路的設(shè)計(jì).6 3.4）報(bào)警電路的設(shè)計(jì).7 3.5) 整體電路.8 3.6）實(shí)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(shè)計(jì)的體會(huì)及其改進(jìn)建議.13 溫度測(cè)量與顯示及報(bào)警電路的設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)目的運(yùn)用有關(guān)的課

2、程的基礎(chǔ)理論知識(shí)和技能解決實(shí)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(cè)控系統(tǒng)任務(wù)分析、電路總體設(shè)計(jì)、單元電路設(shè)計(jì)以及電路調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)、掌握有關(guān)傳感器接口電路、信號(hào)處理電路、放大電路、濾波電路、運(yùn)算電路、顯示電路以及執(zhí)行部件驅(qū)動(dòng)電路等內(nèi)容在測(cè)控系統(tǒng)中的使用方法。了解有關(guān)電子器件和集成電路的工作原理。二設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：室內(nèi)環(huán)境參數(shù)測(cè)量及安防報(bào)警電路設(shè)計(jì)1）溫度、濕度、照度測(cè)量與顯示、報(bào)警電路設(shè)計(jì)；2）破門入室、破窗入室、室內(nèi)防盜、火災(zāi),燃?xì)庑孤兜葓?bào)警電路設(shè)計(jì)?；疽?：1）用電路實(shí)現(xiàn)，不用軟件；2）用數(shù)字表頭實(shí)現(xiàn)測(cè)量值的顯示；3）能夠設(shè)置環(huán)境參數(shù)測(cè)量值報(bào)警上下限，并

3、實(shí)現(xiàn)聲、光報(bào)警。主要性能指標(biāo)：本次設(shè)計(jì)的題目為溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)，運(yùn)用溫度傳感器的溫度特性從而達(dá)到在一定溫度時(shí)的報(bào)警作用。其主要功能和指標(biāo)如下：1. 利用溫度傳感器（熱敏電阻）測(cè)量某環(huán)境的溫度2. 報(bào)警器的報(bào)警溫度可調(diào)，范圍為（050）3. 采用蜂鳴器報(bào)警，聲音大小由環(huán)境溫度與報(bào)警溫度的差值決定三設(shè)計(jì)內(nèi)容 3.1穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)要使電路能夠穩(wěn)定的工作首先就要提供一個(gè)穩(wěn)定的電源，如圖1就是我設(shè)計(jì)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(cè)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(cè)量電路提供穩(wěn)

4、定可靠地電源供應(yīng)。其電路原理圖如圖1：uo1圖1 3.2測(cè)量電路的設(shè)計(jì) 如電路圖圖2所示其中r1為負(fù)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（24°c）時(shí)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(shè)計(jì) 電路圖如圖3所示，利用運(yùn)放lm358構(gòu)成差動(dòng)放大電路，運(yùn)放lm358對(duì)從5腳和6腳過來的電壓進(jìn)行相減放大。在該調(diào)節(jié)過程中發(fā)現(xiàn)lm358p有時(shí)候7口會(huì)沒有輸出，這時(shí)候用電壓表測(cè)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

5、電壓差值較為接近，這時(shí)候7口就又重新有輸出了。 圖33.4報(bào)警電路的設(shè)計(jì)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)，我們運(yùn)用了比較器，如圖4所示lm358n的2口接入一個(gè)比較電壓v1 當(dāng)3口的電壓大于2口時(shí)1口才會(huì)有輸出，當(dāng)?shù)?口小于2口時(shí)1口沒有輸出，所以當(dāng)溫度升高到一定數(shù)值，比較器就會(huì)有輸出，從而激活報(bào)警電路工作，報(bào)警部分為光報(bào)警和聲報(bào)警，光報(bào)警為發(fā)光二極管發(fā)光，聲報(bào)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(shí)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(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻隨著溫度的升高，電阻值降低。常溫下（24°c）阻值為160。型號(hào)為nt

6、cxkmz4。該熱敏電阻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(yùn)放lm358，其引腳圖，及各部分功能如下：在lm358中有兩個(gè)單獨(dú)的運(yùn)放，在他的8個(gè)引腳中，下圖引腳1-3為一個(gè)運(yùn)放，5-7為第二個(gè)運(yùn)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(yīng)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(diǎn): 內(nèi)部頻率補(bǔ)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

7、圍寬：單電源(330v)；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(bào)警電路的設(shè)計(jì)，我們運(yùn)用了比較器，如圖4所示lm358n的2口接入一個(gè)比較電壓v1 當(dāng)3口的電壓大于2口時(shí)1口才會(huì)有輸出，當(dāng)?shù)?口小于2口時(shí)1口沒有輸出，所以當(dāng)溫度升高到一定數(shù)值，比較器就會(huì)有輸出。我們運(yùn)用比較器來對(duì)后面報(bào)警電路的輔助設(shè)計(jì)，當(dāng)我們的溫度不斷的升高，并達(dá)到我們?cè)O(shè)定的數(shù)值時(shí)，通過比較器報(bào)警電路接通，進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)溫度降低，低于我們?cè)O(shè)定的數(shù)字是比較器沒有輸出，報(bào)警電路停止工作。我們運(yùn)用lm358n來作比較器，輸入3為放大器后出來的電壓值，輸

8、入2為設(shè)定的比較電壓值，只有當(dāng)輸入3的電壓增大并大于輸入2的電壓是，輸出1才會(huì)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(gè)部分，第一步為調(diào)出一個(gè)2.5v的穩(wěn)壓電源，為后面的測(cè)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(bào)警 調(diào)節(jié)比較器電壓可以改變報(bào)警的溫度值，根據(jù)需要假設(shè)要調(diào)高報(bào)警電壓，只需將比較電壓調(diào)高即可。 圖8 如下圖即為當(dāng)比較電壓為2.3v時(shí)，加熱熱敏電阻，使得電路工作時(shí)候的狀態(tài)。 圖9六設(shè)計(jì)的體會(huì)及其改進(jìn)建議 測(cè)控電路課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)我們實(shí)際工作

9、能力的具體訓(xùn)練和考察過程.從選定方案設(shè)計(jì)完成，從理論到實(shí)踐，對(duì)我們來說充滿挑戰(zhàn)，但是從中卻學(xué)到很多的東西，不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，還學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)，并且鍛煉了自己的動(dòng)手能力。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。課程設(shè)計(jì)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(shí)也讓我們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)了不少解決的方法，充實(shí)了我們的經(jīng)驗(yàn)，讓我們?cè)谝院笥龅较嗤膯栴}時(shí)能夠順利解決。三周的課程設(shè)計(jì)很快的就過去了，剛開始課程設(shè)計(jì)的時(shí)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(guān)資料，不僅是查找資料，也是把自己忘記的，沒有