简易火灾报警器设计图

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简易火灾报警电路设计

目录

摘要 (1)

第一章设计任务及主要技术指标和要求 (1)

第二章引言 (1)

第三章火灾报警器工作原理 (2)

第四章设计所用器材 (3)

第五章电路组成部分 (4)

第六章设计所用器材 (4)

第七章电路总体说明 (6)

第八章小结及致谢 (6)

参考文献 (7)

摘要本文通过使用热敏电阻随温度电阻值的减小来控制比例运算电路的反向端的电压，从而使二级运放的输入电压增大而使其超过阀值电压。单限比较器实现电压的跳变。输

出高电平使发光二极管和晶体管导通，从而驱动声光报警电路报警。

关键词热敏电阻；比例运算电路；单限比较器；声光报警电路.

1设计任务及主要技术指标和要求

1.1要求电路能够通过热敏电阻实现对温度的控制，从而当温度升高时会有

声光报警信号（灯发光，蜂鸣器发声）。

1.2温度范围t ≥70℃。 1.3 要求温度必须手动调整。 2引言

生活中难免遇到火灾的发生，因此一个火灾报警器是十分必要的。在火灾未发生前防患于未然。

12341234123412343工作原理

3.1热敏电阻随温度的变化阻值变小，因此分压减小。有如图1有公式：

2I U =

2''''P CC R R R V +∙；1I U =1

''

P CC R R R V +∙。

热敏电阻R ’’和R ’变化时2I U 和1I U 变化。R ’’接受高温，R ’在室温下时。由于R ’’的减小，使2I U 减小。与同向端1I U 形成压差。

3.2双端输入的比列运算电路，如图3.2.1 3.2.1当R1//R2//Rf =R3//R4//R5时O U =(

33R U I + 44R U I -22R U I -1

1R U

I )

UI2

UI1

图3.2.1双端输入的比列运算电路 图3.2.2 A1 差分比例运算电路

3.2.2若电路中有两个输入且参数对称如图3.2.2可以实现对差模信号的放大,电路图1中一级A1运放。则输出结果为O U =

1

2

R R (1I U -2I U )。 即为本题中一级运放A1的输出结果。当热敏电阻R ’’发生改变时，2I U 减小，因此1O U 增大。

3.3单限比较器，如图3.3.1

图3.3.1 A2组成的电压比较器的电压传输特性

当1O U >U T , 2O U =U OH 输出高电平，使发光二极管和晶体管导通。 当1O U

3.4报警电路R5和R6所在的图1中后面的部分。 3.

4.1发光二极管的电流为：D I =

5

R U U D

OH -。 3.4.2晶体管的基极电流为：B I =

6

R U U BE

OH -；集电极电流即蜂鸣器的电流为：B C I I β=。

3.5总结

当没有火灾时，(1I U -2I U ),数值很小，1O U

当遇到火灾时， 1I U >2I U ，(1I U -2I U )，增大到一定值，1O U >U T ,

2O U =U OH ，使发光二极管和晶体管均导通，发出报警。

UO1

UO2

123123123

4设计所用器材

模拟电路实验箱1台

数字万用表1个

热敏电阻2个

发光二极管1个

蜂鸣器 1 个

电阻(实验箱上不可调) 1个

5电路组成部分

.

火灾报警电路图 图1 其中R ’和R ”为热敏电阻。

根据信号的的流通所示的电路可分为四部分。运放A1引入了负反馈，故构成了运算电路。运放A2没有引入反馈，工作在开环状态，故组成电压比较器。 后面分立元件电路是声光报警电路。

6设计步骤及方法

6.1画出原理图，如电路图1。 6.2根据设计原理，来计算。

6.2.1选择热敏电阻和合适的电阻RP2=43

7.4Ω,RP1=492.6Ω,VCC=5V 。因此得到温度控制电路的参数：

2I U =

2

'''

'P CC R R R V +∙=1.23V ；

1I U =

1

''

P CC R R R V +∙=2.11V

6.2.2 通过加减运算电路估算一级运放的输出O U ，这里选择R1=1K Ω和R2=2K Ω。则： O U =

1

2

R R (1I U -2I U )=1.68 V 。

6.2.3选择和估算出二级运放的参数。 1.二级运放有阀值电压U T =24

34

CC V R R R ∙+。如果要报警必须输出高电平。

则只要UO1>U T , UO2 =U OH 。

2.可以使UO1=VCC2=1.68V ,只需要系数4

34

R R R +≤1即可。因此可选择

R3=3K Ω,R4=2K Ω。

3.U T =

24

34

CC V R R R ∙+=0.56V 。

6.2.4选择和估算出声光报警电路参数。 1．由于发光二极管的电流为：D I =

5

R U U D

OH -。这里用稳压二极管为V 6+-。