温度报警器设计李贺汇总

东北石油大学课程设计

课程电子线路综合课程设计

题目温度报警器设计

院系电子科学学院

专业班级电信2013-4

学生姓名李鹤

学生学号130901140420

指导教师

2015年7月13日

东北石油大学课程设计任务书

课程电子线路综合课程设计

题目温度报警器设计

专业电子信息工程姓名李鹤学号130901140420

主要内容、基本要求、主要参考资料等

主要内容：

设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。

基本要求：

1.当温度在15℃～30℃范围内（允许误差±1℃）时，报警器不发声。

2.当温度高于30℃时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。

3.当温度低于15℃时，报警器发出间歇式声响。

4.可用5～15V直流稳压电源供电。

5.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。

主要参考资料：

[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997.

[3] 孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，1998.

完成期限2013年7月13日

指导教师

专业负责人

201年月日

一、任务技术指标

设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。

1.当温度在15℃～30℃范围内（允许误差±1℃）时，报警器不发声。

2.当温度高于30℃时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。

3.当温度低于15℃时，报警器发出间歇式声响。

4.可用5～15V 直流稳压电源供电。

5.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。

二、总体设计思想

1.基本原理

利用热敏电阻对温度感知敏感这一特性。在电压比较器上设一个温度（其实设的是电压值），当温度升高，热敏电阻的阻值变大，电压变小，当小到设定值时，自动打开高温报警器。当温度降低，热敏电阻变小，电压变大，当大到设定值时，自动打开低温报警器。当温度在15℃～30℃范围内（允许误差±1℃）时，报警器不发声。当温度高于30℃时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。当温度低于15℃时，报警器发出间歇式声响。

2.系统框图

整个电路共分为三大部分：温度传感电路、电压比较电路和报警电路。系统框图如下：

图1 系统框图

三、具体设计

1.总体设计电路

总体设计如图2原理图所示，共分为三大部分电路，即温度传感器，电压比较器和报

警器三部分。

1R 951k

R 1047k

图2 原理图

2.模块设计

（1）、温度传感电路

这一部分主要是由具有负温度系数电阻特性的热敏电阻(NTC)Rt 为一臂组成测温电桥的传感器。热敏电阻的稳定性、电阻特性、电阻温度特性都可以通过改变电阻材料的化学成分和改变处理过程中的参数来进行控制。取决于不同的结构，热敏电阻的工作温度范围可以从-80℃～600℃，甚至更高, 热敏电阻是一种电阻值对温度敏感的电阻器件，在温度变化时，它的电阻值会按照预期的规律来变化。一般来说，它的电阻会随着温度的上升而减少。将热敏电阻和R1串联，与直流电源连接，热敏电阻与R1分压，因为热敏电阻是负温度系数的，当温度升高是它的阻值降低，R1分得的电压变大，即随温度的升高R1的电压变大。把R1的电压作为传感电路的输出电压，去与设定的上、下限电压进行比较。如图3所示。

TRIG

2Q

3

R

4

CVolt 5

THR

6

DIS

7

V C C

8

G N D

1

UA

555

Q

3

THR

6

DIS

7

UC 555

VCC

R851k

R1041k

R17100k

10nF

+

C4

33uF

C1910nF

C2910nF 6

15

R118

R188

15V 图3 温度采集电路

（2）、电压比较电路

要求在正常工作温度下不发出报警信号，超过正常工作温度时发出报警信号，为此必须设置正常的工作温度所对应的电压范围，超过这个电压范围输出一个信号去控制振荡器工作发出报警信号。

控制电路用两个运算放大器组成的上、下限比较器，组成如原理图。U1是下限比较电路，R7是可调下限温度的门限，当温度低于正常工作温度时，传感电路传出的电压值小于下限温度门限的电压，输出高电平使振荡器工作；U2是上限比较电路，R8是可调上限温度的门限，当温度高于正常工作温度时，传感电路传出的电压值大于上限温度门限的电压，输出高电平使振荡器工作。如图4所示。

Q

3

THR

6

DIS

7

UC 555

VCC

R17100k

+

C4

33u

C1910nF

910nF 8

15V 图4 电压比较电路