报警器工作原理

摘要:

采用分立元件和六非门集成电路74LS04D设计了一种温度显示/报警电路，可以在待测物的温度高于或低于所控温度范围（20℃~165℃）时自动报警，以便及时调整源，达到双限温度控制的目的。

关键词:

三极管驱动LED 双限温控多谐振荡器温度报警器

方案比较：

经运用所学电子技术知识及搜集资料，可知双限温度比较器的实现方案有如下三种。经比较，三种方案均能实现双限温度报警，但方案一实现起来更简单，容易仿真调试，容易计算元件参数，能够较充分运用模电、数电知识，所以选择方案一。

方案一：

图1、基于非门的双限温度报警电路

将74LS04D拆分得分立元件图，如图2所示：

图2、基于非门的双限温度报警电路分立元件图

1、电路组成

该双限温度报警器电路由温度检测/指示电路和报警电路组成，如图1所示:

温度检测/指示电路包括：热敏电阻器RT、电位器RPl、RP2、电阻器R1~R4、晶体管Vl、V2、发光二极管VLl、VL2和非门集成电路IC(Dl~D2)；

报警电路包括：IC内部的D3~D6、电阻器R4、R5、电容器Cl、C2、二极管VD1、VD2和蜂鸣器HA组成。其中D3、D4和R4、Cl组成lHz超低频振荡器，D5、D6和R5、C2组成lkHz音频振荡器。

2、工作原理

RP1用来设定温度的上限值，RP2用来设定温度的下限值。在受监控处温度在设定的温度范围内时，Dl输出高电平，D2输出低电平，Vl和V2均截止，VLl和VL2均不发光，VDl 处于导通状态，lH，超低频振荡器和lkHz音频振荡器不振荡，HA不发声。

当温度超过设定温度的上限值时，RT的温度减小，RPl中点电位上升，使Dl输出低电平，Vl导通，VLl点亮，指示温度超过上限；同时VDl截止，lHz超低频振荡器和lkHz音频振荡器振荡工作，lHz超低频信号对lkHz音频振荡器进行调制，使HA发出断续的报警声。

当温度低于设定温度的下限值时，RT的阻值增大，使RP2的中点电位下降，D2输出高电平，V2导通，VL2点亮，指示温度低于下限；同时lHz超低频振荡器和lkHz音频振荡器振荡工作，HA发出报警声。

方案二：

图3、基于集成电路的双限温度报警电路

1、电路组成

该双限温度报警器电路由温度检测控制电路、温度指示电路和声音报警电路组成，如图3所示：

温度检测控制电路包括：智能型温度传感器集成电路IC1，RP1和RP2；

温度指示电路包括：VL1、VL2；

声音报警电路包括：音效集成电路IC2，电阻器R5、晶体管V3和扬声器BL组成。

2、工作原理

当温度适宜（被测温度在报警温度的上限值和下限值之间）时，ICI的6脚输出低电平，7脚输出高电平，V1和V2均处于截止状态，VU和V L2均不发光，IC2和V3不工作，BL 不发声。

当被测温度降至报警温度的下限值时，IC1的7脚由高电平变为低电平，使V2导通，V L2点亮，指示被测温度偏低；同时IC2通电工作，其输出的音效电信号经V3放大后，驱动BL发出报警声。

当被测温度升高至报警温度的上限值时，IC1的6脚由低电平变为高电平，使V1导通，VL1点亮，指示被测温度偏高；同时IC2通电工作，BL发出报警声。

方案三：

图4、基于运算放大器的双限温度报警器

1、电路组成

该双限温度报警器电路由温度检测放大电路、超低频振荡器、声音报警电路和电源电路组成，如图4所示：

温度检测放大电路包括：热敏电阻器RT、电阻器Rl-R4、电位器RPl、RP2、电容器Cl、C2、二极管VDl和运算放大器集成电路ICl(Nl~N4)内部的N2、N3；

超低频振荡器包括：IC1内部的N1、N4、电阻器R5~R12、电容器C3、C4和发光二极管VL2、VL3；

电源电路包括：电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器C6、C7、三端稳压集成电路lC2、电阻器R13和发光二极管VLl；

声音报警电路包括：电阻器R14~R16、电容器C5、晶体管Vl、V2和扬声器BL；

2、工作原理

交流220V电压经T降压、UR整流、C6滤波及IC2稳压后，为温度检测放大电路、超低频振荡器和声音报警电路提供+6V电压。

电位器RPl用来设定温度的上限值，RP2用来设定温度的下限值。当受控温度在设定温度范围内时，N2和N3均输出高电平，VD2和VD3导通，使超低频振荡器和声音报警电路不工作，BL不发声。

当受控温度超过设定温度的上限值时，RT的阻值减小，使N2因正相输入端电位低于反相输入端的基准电压而输出低电平，VD2截止，由Nl和R5、R7-RlO、C3组成的超低频振荡器振荡工作，VL2闪烁发光;同时该超低频振荡信号对由RI4-Rl6、C3和Vl、V2组成的音频振荡器进行调制，驱动BL发出间歇的蜂鸣报警声。

当受控温度低于设定温度的下限值时，RT的阻值增大，使N3输出低电平，VD3截止，由N4和RlO-Rl2、C4组成的超低频振荡器振荡工作，VU闪烁发光;同时，该超低频振荡信号对音频振荡器进行调制，驱动BL发出报警声。