溫度測量與顯示及報警電路的設計

課程設計結題報告課程名稱題目溫度測量與顯示及報警電路指導教師系別專業(yè)學生姓名班級/學號成績________________________目錄1一．溫度測量與顯示及報警電路的設計1.設計目的......................................42.設計任務及要求................................43.設計內容......................................5）穩(wěn)壓源電路的設計................................5）測量電路的設計..................................6）放大電路的設計..................................6）報警電路的設計..................................7整體電路........................................8）實際效果圖......................................8元器件選擇...........................................9）熱敏電阻的選擇..................................9）放大器的選擇....................................10）比較器的選擇....................................105.電路的調試....................................116.設計的體會及其改進建議........................13溫度測量與顯示及報警電路的設計一．設計目的運用有關的課程的基礎理論知識和技能解決實際問題的能力，提高本專業(yè)必要的基本技能、方法和創(chuàng)新能力。完成測控系統(tǒng)任務分析、電路總體設計、單元電路設計以及電路調試等各個環(huán)節(jié)、掌握有關傳感器接口電路、信號處理電路、放大電路、濾波電路、運算電路、顯示電路以及執(zhí)行部件驅動電路等內容在測控系統(tǒng)中的使用方法。了解有關電子器件和集成電路的工作原理。二．設計任務及要求設計內容：室內環(huán)境參數(shù)測量及安防報警電路設計1）溫度、濕度、照度測量與顯示、報警電路設計；2）破門入室、破窗入室、室內防盜、火災,燃氣泄露等報警電路設計?；疽螅?）用電路實現(xiàn)，不用軟件；2）用數(shù)字表頭實現(xiàn)測量值的顯示；3）能夠設置環(huán)境參數(shù)測量值報警上下限，并實現(xiàn)聲、光報警。主要性能指標：本次設計的題目為溫度報警器的設計，運用溫度傳感器的溫度特性從而達到在一定溫度時的報警作用。其主要功能和指標如下：利用溫度傳感器（熱敏電阻）測量某環(huán)境的溫度報警器的報警溫度可調，范圍為（0—50℃）采用蜂鳴器報警，聲音大小由環(huán)境溫度與報警溫度的差值決定三．設計內容穩(wěn)壓電源電路的設計要使電路能夠穩(wěn)定的工作首先就要提供一個穩(wěn)定的電源，如圖1就是我設計的穩(wěn)壓源電路圖，電路中的LM358P為電壓跟隨器，用來形成穩(wěn)定的電壓源供測量電路使用。圖中1N4732A為穩(wěn)壓管，調節(jié)R8使電壓跟隨器LM358P的輸出Uo1穩(wěn)定為，為后面的測量電路提供穩(wěn)定可靠地電源供應。其電路原理圖如圖1：Uo1Uo1圖1測量電路的設計如電路圖圖2所示其中R1為負溫度系數(shù)熱敏電阻，即隨著溫度的升高，阻值增小。該熱敏電阻在常溫（24°C）時電阻為160歐姆。電路原理圖如圖2，電路圖中的V1即為上一步驟中的穩(wěn)壓電源提供的電壓，該電壓穩(wěn)定在.R1為一定值電阻。圖2放大電路的設計電路圖如圖3所示，利用運放LM358構成差動放大電路，運放LM358對從5腳和6腳過來的電壓進行相減放大。在該調節(jié)過程中發(fā)現(xiàn)lm358p有時候7口會沒有輸出，這時候用電壓表測得5口和6口電壓差值較大，我的解決方法是我調節(jié)圖3中R2的電阻使得6口的電壓與5口電壓差值較為接近，這時候7口就又重新有輸出了。圖3報警電路的設計報警電路的設計，我們運用了比較器，如圖4所示lm358n的2口接入一個比較電壓v1當3口的電壓大于2口時1口才會有輸出，當?shù)?口小于2口時1口沒有輸出，所以當溫度升高到一定數(shù)值，比較器就會有輸出，從而激活報警電路工作，報警部分為光報警和聲報警，光報警為發(fā)光二極管發(fā)光，聲報警為蜂鳴器響。電路如圖4。圖4整體電路整體電路如圖5圖5實際效果圖：四．元器件選擇熱敏電阻的選擇熱敏電阻的選擇為負溫度系數(shù)熱敏電阻，負溫度系數(shù)熱敏電阻隨著溫度的升高，電阻值降低。常溫下（24°C）阻值為160Ω。型號為NTCXKMZ4。該熱敏電阻的阻值的變化范圍為100Ω到200Ω。放大器的選擇該電路中采用了運放LM358，其引腳圖，及各部分功能如下：在LM358中有兩個單獨的運放，在他的8個引腳中，下圖引腳1-3為一個運放，5-7為第二個運放，其中1腳和7腳為輸出端，2腳和6腳為反相輸入端，3腳和5腳為同相輸入端。相應的邏輯功能圖如下圖：比較器的選擇比較器在電路中我們選擇的是LM358N。LM358的特點:內部頻率補償，低輸入偏流，低輸入失調電壓和失調電流，共模輸入電壓范圍寬，接地，差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍，直流電壓增益高(約100dB)，單位增益頻帶寬(約1MHz)，電源電壓范圍寬：單電源(3—30V)；雙電源(±一±15V)，低功耗電流，適合于電池供電，輸出電壓擺幅大(0至。報警電路的設計，我們運用了比較器，如圖4所示lm358n的2口接入一個比較電壓v1當3口的電壓大于2口時1口才會有輸出，當?shù)?口小于2口時1口沒有輸出，所以當溫度升高到一定數(shù)值，比較器就會有輸出。我們運用比較器來對后面報警電路的輔助設計，當我們的溫度不斷的升高，并達到我們設定的數(shù)值時，通過比較器報警電路接通，進行報警，當溫度降低，低于我們設定的數(shù)字是比較器沒有輸出，報警電路停止工作。我們運用LM358N來作比較器，輸入3為放大器后出來的電壓值，輸入2為設定的比較電壓值，只有當輸入3的電壓增大并大于輸入2的電壓是，輸出1才會有輸出，否則輸出為零。五．電路調試在電路調試的過程中主要是分為3個部分，第一步為調出一個的穩(wěn)壓電源，為后面的測量電路提供穩(wěn)定的穩(wěn)定電壓.如圖7圖7第二部分為調節(jié)比較器電壓使得常溫下不報警調節(jié)比較器電壓可以改變報警的溫度值，根據(jù)需要假設要調高報警電壓，只需將比較電壓調高即可。圖8如下圖即為當比較電壓為時，加熱熱敏電阻，使得電路工作時候的狀態(tài)。圖9六．設計的體會及其改進建議測控電路課程設計是培養(yǎng)我們綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對我們實際工作能力的具體訓練和考察過程.從選定方案設計完成，從理論到實踐，對我們來說充滿挑戰(zhàn)，但是從中卻學到很多的東西，不僅可以鞏固了以前所學過的知識，還學到了很多在書本上所沒有學到過的知識，并且鍛煉了自己的動手能力。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合的重要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。課程設計過程中遇到問題是再所難免的，但是從遇到的各種各樣的問題中，我們也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，同時也讓我們在實踐中發(fā)現(xiàn)了不少解決的方法，充實了我們的經(jīng)驗，讓我們在以后遇到相同的問題時能夠順利解決。三周的課程設計很快的就過去了，剛開始課程設計的時候有些無從