溫度上下限報警系統(tǒng)設計

1、西安郵電大學測控基礎實驗課程設計報告書系部名稱：自動化學院學生姓名：專業(yè)名稱：測控技術與儀器班 級：1001時間：2012年 6月4日 至 2012 年6月15日 溫度上下限報警系統(tǒng)設計一、設計要求：（1）溫度高于80攝氏度時，紅燈亮并發(fā)出鳴叫聲。（2）溫度低于30攝氏度時，綠燈亮。（3）在30攝氏度到80攝氏度之間，兩個燈都不亮。二、設計方案分析1、方案設計：系統(tǒng)電路設計思路：通過溫度的改變來影響熱敏電阻阻值的變化從而控制電橋電壓，通過op07對基準電壓與電橋分壓電阻兩端電壓的比較，來控制三極管是否導通，進而控制LED燈的發(fā)光與否。框圖：熱敏電阻阻值變化導致電壓變化LED小燈是否發(fā)光三極管是

2、否導通比較器比較電壓器件的選擇：熱敏電阻101（一個）、op07（兩個）、三極管9013（兩個）、LED燈（紅綠燈各一個）、蜂鳴器（一個）、電位器（兩個）、電阻若干、導線若干。2、背景知識介紹：9013結構：NPN集電極-發(fā)射極電壓 25V集電極-基極電壓 45V射極-基極電壓 5V集電極最大電流 0.5A耗散額定功率 0.625W工作溫度 -55150特怔頻率 最小 150MHZ放大倍數(shù)：D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-3000P07結構：0P07，雙列直插8腳。 OP07是高精度低失調(diào)電壓的精密運放集成電路，用于微弱信號的放大。如

3、果使用雙電源，能達到最好的放大效果。它的第三管腳接輸入正極，第二管腳接輸入的負極，第七管腳接電源正極，第四管腳接地。第六管腳輸出。超低偏移：150uV最大低輸入偏置電流：1.8nA低失調(diào)電壓漂移：0.5uV/電路仿真:1.溫度高于八十攝氏度時：溫度在三十到八十攝氏度之間時：溫度低于三十攝氏度時：硬件設計：本實驗采用雙路比較，中間為兩個電橋，左電橋由左邊的滑動變阻器（左上角小方塊）和熱敏電阻（左上角小圓塊）及兩個阻值為470的電阻（左下角）構成；右電橋由中間的滑動變阻器（中間上方小方塊）和熱敏電阻及兩個阻值為470的電阻構成。兩個電橋分別是用來為op07（中間兩個小方塊）輸入比較電壓。左邊紅線為

4、輸入電壓正極，黑線為接地。右下角的LED燈（圓錐體小塊）及蜂鳴器（右下角黑色小圓形塊）輸出比較結果：當溫度低于30時，左邊op07打開，綠色LED燈正上方的9013三極管導通，綠LED燈發(fā)光；當溫度高于80時，右邊的op07打開，紅色LED燈上方的9013三極管導通，紅LED燈發(fā)光且右下角的蜂鳴器柱鳴響。當溫度在3080之間，兩個op07全部關閉，兩個三極管全部截至，LED燈不發(fā)光，蜂鳴器不響。測試數(shù)據(jù)及設計結果：電壓（V）R1 R3電阻（）R5R6測試結果 4.24 4.81 測量結果 84 18計算結果 4.242 4.815計算結果 83.3 17.9熱敏電阻阻值計算公式： RT=R *

5、 EXP B *( 1/ T1 - 1/ T2 ) 其中，RT是溫度為T1時的電阻，R是溫度為T2時的電阻。B為熱敏電阻的重要參數(shù)，是由熱敏電阻內(nèi)部材料決定的。本實驗采用的是熱敏電阻NTC101，為負溫度系數(shù)： B=3296 1.3K/ T1,T2采用的是絕對零度計算，即采用單位為開爾文。 T= （t + 273.15 ）K在電阻R2兩端的電壓低于4.24V時，即溫度低于30，熱敏電阻R4阻值高于84 時，綠色LED燈發(fā)光。 在電阻R2兩端電壓在4.244.81V之間時，即溫度在3080之間，熱敏電阻R4阻值在1884 之間時，紅綠LED燈都不發(fā)光。在電阻R2兩端電壓高于4.81V時，即溫度高

6、于80，熱敏電阻R4阻值低于18 時，紅色LED燈發(fā)光，并且蜂鳴器鳴響。 六、調(diào)試中出現(xiàn)的錯誤及解決方法：在調(diào)試過程中，對電阻阻值的校驗以及對電阻的更換；電路板連接過程中對電源正負極連接出現(xiàn)錯誤，在測試時電路一直處于短路狀態(tài)，用萬用表對電路進行了認真的測量，對問題進行了解決。在測量過程中，對電路中存在的各種問題進行了分析，對以后電路中各種問題的更正起到了很大的作用。在連接電路起初，將電路中的R5和R6連接成定值電阻，發(fā)現(xiàn)在通電之后紅綠LED燈不能準確的在80和30的時候發(fā)光，又很難調(diào)節(jié)。于是將定值電阻換為滑動變阻器，將滑動變阻器的阻值分別調(diào)為熱敏電阻30和80時的阻值，問題便得到了解決。 在調(diào)試過程中，紅色LED燈一直不發(fā)光，對其進行了與綠色LED燈串并聯(lián)的測試，發(fā)現(xiàn)紅色LED燈無論是與綠色LED燈串聯(lián)還是并聯(lián)都不會發(fā)光，便可知紅色LED燈已