温度测量与显示及报警电路的设计

课程设计结题报

告

课程名称

题目温度测量与显示及报警电路

指导教师

系别

专业

学生姓名

班级/学号

成绩________________________

目录1

一.温度测量与显示及报警电路得设计

1、设计目得、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4

2、设计任务及要求、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4

3、设计内容、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5 3、1)稳压源电路得设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5 3、2)测量电路得设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、6 3、3)放大电路得设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、6 3、4)报警电路得设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、7 3、5) 整体电路、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、8 3、6)实际效果图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、8

4.元器件选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9

4、1)热敏电阻得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9

4、2)放大器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、10

4、3)比较器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、10

5、电路得调试、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、11

6、设计得体会及其改进建议、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、13

温度测量与显示及报警电路得设计

一.设计目得

运用有关得课程得基础理论知识与技能解决实际问题得能力,提高本专业必要得基本技能、方法与创新能力。完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节、掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中得使用方法。了解有关电子器件与集成电路得工作原理。

二.设计任务及要求

设计内容:室内环境参数测量及安防报警电路设计

1)温度、湿度、照度测量与显示、报警电路设计;

2)破门入室、破窗入室、室内防盗、火灾,燃气泄露等报警电路设计。基本要求 :

1)用电路实现,不用软件;

2)用数字表头实现测量值得显示;

3)能够设置环境参数测量值报警上下限,并实现声、光报警。

主要性能指标:

本次设计得题目为温度报警器得设计,运用温度传感器得温度特性从而达到在一定温度时得报警作用。其主要功能与指标如下:

1.利用温度传感器(热敏电阻)测量某环境得温度

2.报警器得报警温度可调,范围为(0—50℃)

3.采用蜂鸣器报警,声音大小由环境温度与报警温度得差值

决定

三.设计内容

3、1稳压电源电路得设计

要使电路能够稳定得工作首先就要提供一个稳定得电源,如图1就就是我设计得稳压源电路图,电路中得LM358P为电压跟随器,用来形成稳定得电压源供测量电路使用。图中1N4732A为4、7V稳压管,调节R8使电压跟随器LM358P得输出Uo1稳定为2、5V,为后面得测量电路提供稳定可靠地电源供应。

其电路原理图如图1:

3、2测量电路得设计

Uo1

图1

如电路图图2所示其中R1为负温度系数热敏电阻,即随着温度得升高,阻值增小。该热敏电阻在常温(24°C)时电阻为160欧姆。电路原理图如图2,电路图中得V1即为上一步骤中得稳压电源提供得电压,该电压稳定在2、5v、 R1为一定值电阻。

图2

3、3放大电路得设计

电路图如图3所示,利用运放LM358构成差动放大电路,运放

LM358对从5脚与6脚过来得电压进行相减放大。在该调节过程中发现lm358p有时候7口会没有输出,这时候用电压表测得5口与6口电压差值较大,我得解决方法就是我调节图3中R2得电阻使得6口得电压与5口电压差值较为接近,这时候7口就又重新有输出了。

图3

3、4报警电路得设计

报警电路得设计,我们运用了比较器,如图4所示lm358n得2口接入一个比较电压v1 当3口得电压大于2口时1口才会有输出,当蛋3口小于2口时1口没有输出,所以当温度升高到一定数值,比较器就会有输出,从而激活报警电路工作,报警部分为光报警与声报警,光报警为发光二极管发光,声报警为蜂鸣器响。电路如图4。

图4 3、5整体电路

整体电路如图5

图5 3、6实际效果图:

四.元器件选择

4、1热敏电阻得选择

热敏电阻得选择为负温度系数热敏电阻,负温度系数热敏电阻随着温度得升高,电阻值降低。常温下(24°C)阻值为160Ω。型号为NTCXKMZ4。该热敏电阻得阻值得变化范围为100Ω到200Ω。

4、2放大器得选择

该电路中采用了运放LM358,其引脚图,及各部分功能如下:

在LM358中有两个单独得运放,在她得8个引脚中,下图引脚13为一个运放,57为第二个运放,其中1脚与7脚为输出端,2脚与6脚为反相输入端,3脚与5脚为同相输入端。

相应得逻辑功能图如下图:

4、3比较器得选择

比较器在电路中我们选择得就是LM358N。

LM358得特点:

内部频率补偿,低输入偏流,低输入失调电压与失调电流,共模输入电压范围宽,接地,差模输入电压范围宽,等于电源电压范围,直流

电压增益高(约100dB) ,单位增益频带宽(约1MHz) ,电源电压范围宽:单电源(3—30V);双电源(±1、5 一±15V),低功耗电流,适合于电池供电,输出电压摆幅大(0 至Vcc1、5V)。

报警电路得设计,我们运用了比较器,如图4所示lm358n得2口接入一个比较电压v1 当3口得电压大于2口时1口才会有输出,当蛋3

口小于2口时1口没有输出,所以当温度升高到一定数值,比较器就会