温度报警器的设计
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关键词：热敏电阻；集成运算放大器；二极管整流桥；二极管报警
1温度报警器的设计
1.1温度报警器的设计方案
设计一个温度在室温至50℃范围内时不报警，当温度超过50℃时，报警器能精确报警的温度报警器。温度传感器应将温度的变化转化为电压的变化，集成放大电路将得到的电压信号进行放大，电压比较器电路将放大的电压信号与参考电压进行比较，然后再接报警电路。
图1温度报警器的方案图
电路采用热敏电阻作为温度传感器，把变化的温度转化为电压信号，再经过集成运算放大电路，把得到的电压信号放大，再经电压比较器的比较，把得到的电压信号输给发光二极管报警电路从而实现温度的报警。
1.2热敏电阻传感电路的设计
设计一个当温度大于50℃时报警的温度报警器，需要用电压变化来代表温度的变化，设计的原理如图2所示：在热敏电阻传感电路里，选择（在室温下）电阻值为10k的热敏电阻R1作为温度传感器，在25度时，电源电路输出给集成运放放大器的电压为454mv，温度每升高1度，该热敏电阻阻值就下降256Ω，输出电压下降11.2mv，因此，当温度从25度升高到50度时，温度报警器的电阻降为3.6k，经计算，理论输出电压从454mv降为174mv。
R8选用10k的电位器，便于电路的调节；R6选用100k的电阻，是为了得到输出为毫伏级的电压；R1是热敏电阻(电阻值随温度的升高而降低)。
图2热敏电阻传感器电路
1.3 放大电路的设计
为了得到更大的电压，把热敏电阻采集到的电压信号加到电压放大倍数为28倍的正向比例放大器（如图3），经过放大，可以得到输出电压12.7v～4.9v。（R4取25k，电位器R7取10k，便于增益的调节，结合电路的需要，最后把R7调到2k左右，R2取1k；增益Au=R2+(R7+R4)/R2=1+(2+25)/1=28）
图3放大电路
1.4比较电路和报警电路的设计
然后把放大的电压加到选择电压为5v的反向电压比较器上面去(如图4)，当温度到50度时，比较器输入电压4.9v(4.9v<5v),比较器翻转，比较器输出电压为5v，点亮发光二极管。为了保护发光二极管不被烧坏，在二极管前面串联了一个760Ω的保护电阻。
图4比较电路和报警电路
四、扩展要求与指标
1、能显示电源输出电压值，00.0-12.0V；
2、要求有短路过载保护。
主
要
参
考
资
料
[1]康华光编.模拟电子技术(第5版).北京:高等教育出版社,2012
[2]童诗白编,模拟电子技术基础(第4版).北京:清华大学出版社,2009
[3]华成英编,模拟电子技术基础(第4版).北京:清华大学出版社,2011
选择NE5532P集成运放芯片作为电路放大与电压比较器，NE5532P为8脚双运放，用一个运放供电电压为+5V和-5v，用两个运放供电电压为+12v和-12v。
电压放大增益Av=1+Rf/R2=28，电压信号放大后，可以得到比较器输入电压（12.7v～4.9v），与比较电压5v进行比较，从而实现精确报警。
二极管保护电阻取760Ω的理由：由于二极管的导通电压为1.5v-2.5v，电流范围为5mA-18mA，保护电阻R3的取值范围为12V/18=666Ω到12v/5=2400Ω，为了使报警效果更明显，R3取760Ω。
Biblioteka Baidu2直流稳压电源的设计
在各个单元电路与总体电路设计过程中，有3个模块需要直流稳压电源供电，因此，需要制作一个具有稳定输出的直流稳压电源。
教研室
意见
教研室主任：（签字）
年月日
摘要
随着技术的不断开发和应用，电子技术的发展十分迅速，不断运用到生活的各个方面。设计结合温度传感器技术，集成运算放大器，以及电压比较器，和发光二极管组成的非常灵敏的温度报警器。设计采用热敏电阻作为温度传感器，相比传统的热传感器更具抗干扰能力，利用电压比较技术，更加强了电路的稳定性。附带LED发光二极管报警技术，使报警效果更明显，在被测温度大于50度时，发光二极管被点亮，可实现其报警功能，完全能满足设计要求。稳压直流电源采用变压器降压电路，二极管整流桥整流，滤波电路和稳压电路组成，可稳定输出+5V和-5V，+12V和-12V的直流电压。
1、用数字电压实现温度显示，电压表满刻度对应50℃；
主
要
参
考
资
料
[1]康华光编.模拟电子技术(第5版).北京:高等教育出版社,2012
[2]童诗白编,模拟电子技术基础(第4版).北京:清华大学出版社,2009
[3]华成英编,模拟电子技术基础(第4版).北京:清华大学出版社,2011
教研室
意见
教研室主任：（签字）
二、设计内容
1、电路设计方案比较；
2、电路参数分析计算和选择；
3、单元电路设计并进行分析；
4、实物制作；
5、系统调试（使用的仪器、测试数据表）；
6、撰写设计报告。
三、设计要求及技术指标
1、检测范围：室温～50℃；
2、被测温度达到50℃时，指示灯亮（熄灭）或蜂鸣器工作；
3、测量精度±1℃；
四、扩展要求与指标
2、电路参数分析计算和选择；
3、单元电路设计并进行分析；
4、实物制作；
5、系统调试（使用的仪器、测试数据表）；
6、撰写设计报告。
三、设计要求及技术指标
1、要求输入电压为有效值220V、50HZ的市电交流电压，电源输出电压为±12V、±5V。
2、最大输出电流为Iomax=500mA，纹波电压△VOP-P≤5mV，稳压系数Sr≤5%。
湖南工学院
《模拟电子技术》课程设计说明书
温度报警器
学生姓名：
专业：电气工程及其自动化
班级：
学号：
完成时间：2015年7月
《模拟电子技术》课程设计任务书
学院：电气与信息工程学院
适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程
指导教师
学生姓名
课题名称
温度报警器
内
容
及
任
务
一、设计任务
利用集成温度传感器、集成运放等设计一个温度报警装置。当被测温度达到测量上限值时，可通过LED或蜂鸣器实现声（光）报警。电路设计方案自行确定。
年月日
《模拟电子技术》课程设计任务书
学院：电气与信息工程学院
适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程
指导教师
学生姓名
课题名称
直流稳压电源
内
容
及
任
务
一、设计任务
设计一个直流稳压电源，当输入为有效值220V的交流电压时，能产生±12V、±5V三组直流电压输出。
二、设计内容
1、电路设计方案比较；
1温度报警器的设计
1.1温度报警器的设计方案
设计一个温度在室温至50℃范围内时不报警，当温度超过50℃时，报警器能精确报警的温度报警器。温度传感器应将温度的变化转化为电压的变化，集成放大电路将得到的电压信号进行放大，电压比较器电路将放大的电压信号与参考电压进行比较，然后再接报警电路。
图1温度报警器的方案图
电路采用热敏电阻作为温度传感器，把变化的温度转化为电压信号，再经过集成运算放大电路，把得到的电压信号放大，再经电压比较器的比较，把得到的电压信号输给发光二极管报警电路从而实现温度的报警。
1.2热敏电阻传感电路的设计
设计一个当温度大于50℃时报警的温度报警器，需要用电压变化来代表温度的变化，设计的原理如图2所示：在热敏电阻传感电路里，选择（在室温下）电阻值为10k的热敏电阻R1作为温度传感器，在25度时，电源电路输出给集成运放放大器的电压为454mv，温度每升高1度，该热敏电阻阻值就下降256Ω，输出电压下降11.2mv，因此，当温度从25度升高到50度时，温度报警器的电阻降为3.6k，经计算，理论输出电压从454mv降为174mv。
R8选用10k的电位器，便于电路的调节；R6选用100k的电阻，是为了得到输出为毫伏级的电压；R1是热敏电阻(电阻值随温度的升高而降低)。
图2热敏电阻传感器电路
1.3 放大电路的设计
为了得到更大的电压，把热敏电阻采集到的电压信号加到电压放大倍数为28倍的正向比例放大器（如图3），经过放大，可以得到输出电压12.7v～4.9v。（R4取25k，电位器R7取10k，便于增益的调节，结合电路的需要，最后把R7调到2k左右，R2取1k；增益Au=R2+(R7+R4)/R2=1+(2+25)/1=28）
图3放大电路
1.4比较电路和报警电路的设计
然后把放大的电压加到选择电压为5v的反向电压比较器上面去(如图4)，当温度到50度时，比较器输入电压4.9v(4.9v<5v),比较器翻转，比较器输出电压为5v，点亮发光二极管。为了保护发光二极管不被烧坏，在二极管前面串联了一个760Ω的保护电阻。
图4比较电路和报警电路
四、扩展要求与指标
1、能显示电源输出电压值，00.0-12.0V；
2、要求有短路过载保护。
主
要
参
考
资
料
[1]康华光编.模拟电子技术(第5版).北京:高等教育出版社,2012
[2]童诗白编,模拟电子技术基础(第4版).北京:清华大学出版社,2009
[3]华成英编,模拟电子技术基础(第4版).北京:清华大学出版社,2011
选择NE5532P集成运放芯片作为电路放大与电压比较器，NE5532P为8脚双运放，用一个运放供电电压为+5V和-5v，用两个运放供电电压为+12v和-12v。
电压放大增益Av=1+Rf/R2=28，电压信号放大后，可以得到比较器输入电压（12.7v～4.9v），与比较电压5v进行比较，从而实现精确报警。
二极管保护电阻取760Ω的理由：由于二极管的导通电压为1.5v-2.5v，电流范围为5mA-18mA，保护电阻R3的取值范围为12V/18=666Ω到12v/5=2400Ω，为了使报警效果更明显，R3取760Ω。
Biblioteka Baidu2直流稳压电源的设计
在各个单元电路与总体电路设计过程中，有3个模块需要直流稳压电源供电，因此，需要制作一个具有稳定输出的直流稳压电源。
教研室
意见
教研室主任：（签字）
年月日
摘要
随着技术的不断开发和应用，电子技术的发展十分迅速，不断运用到生活的各个方面。设计结合温度传感器技术，集成运算放大器，以及电压比较器，和发光二极管组成的非常灵敏的温度报警器。设计采用热敏电阻作为温度传感器，相比传统的热传感器更具抗干扰能力，利用电压比较技术，更加强了电路的稳定性。附带LED发光二极管报警技术，使报警效果更明显，在被测温度大于50度时，发光二极管被点亮，可实现其报警功能，完全能满足设计要求。稳压直流电源采用变压器降压电路，二极管整流桥整流，滤波电路和稳压电路组成，可稳定输出+5V和-5V，+12V和-12V的直流电压。
1、用数字电压实现温度显示，电压表满刻度对应50℃；
主
要
参
考
资
料
[1]康华光编.模拟电子技术(第5版).北京:高等教育出版社,2012
[2]童诗白编,模拟电子技术基础(第4版).北京:清华大学出版社,2009
[3]华成英编,模拟电子技术基础(第4版).北京:清华大学出版社,2011
教研室
意见
教研室主任：（签字）
二、设计内容
1、电路设计方案比较；
2、电路参数分析计算和选择；
3、单元电路设计并进行分析；
4、实物制作；
5、系统调试（使用的仪器、测试数据表）；
6、撰写设计报告。
三、设计要求及技术指标
1、检测范围：室温～50℃；
2、被测温度达到50℃时，指示灯亮（熄灭）或蜂鸣器工作；
3、测量精度±1℃；
四、扩展要求与指标
2、电路参数分析计算和选择；
3、单元电路设计并进行分析；
4、实物制作；
5、系统调试（使用的仪器、测试数据表）；
6、撰写设计报告。
三、设计要求及技术指标
1、要求输入电压为有效值220V、50HZ的市电交流电压，电源输出电压为±12V、±5V。
2、最大输出电流为Iomax=500mA，纹波电压△VOP-P≤5mV，稳压系数Sr≤5%。
湖南工学院
《模拟电子技术》课程设计说明书
温度报警器
学生姓名：
专业：电气工程及其自动化
班级：
学号：
完成时间：2015年7月
《模拟电子技术》课程设计任务书
学院：电气与信息工程学院
适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程
指导教师
学生姓名
课题名称
温度报警器
内
容
及
任
务
一、设计任务
利用集成温度传感器、集成运放等设计一个温度报警装置。当被测温度达到测量上限值时，可通过LED或蜂鸣器实现声（光）报警。电路设计方案自行确定。
年月日
《模拟电子技术》课程设计任务书
学院：电气与信息工程学院
适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程
指导教师
学生姓名
课题名称
直流稳压电源
内
容
及
任
务
一、设计任务
设计一个直流稳压电源，当输入为有效值220V的交流电压时，能产生±12V、±5V三组直流电压输出。
二、设计内容
1、电路设计方案比较；