测控电路课程设计实验报告——温度报警系统

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1、 测控电路测控电路 课程设计报告课程设计报告 题题 目：目： 温度测量与显示及温度测量与显示及 报警电路的设计报警电路的设计 学学 院：院： 机电工程学院机电工程学院 姓姓 名：名： 学学 号：号： 2011* 班班 级：级： 测控测控 112 班班 日日 期：期： 2014 年年*月月*日日 1 目录目录 一. 设计目的 2 二. 设计任务及要求 .2 三. 设计内容 3 3.1 稳压电源电路的设计 3 3.2 测量电路的设计 .3 3.3 放大电路的设计 .4 3.4 报警电路的设计 .4 3.5 总电路 5 四. 元器件选择 6 4.1 热敏电阻的选择 .6 4.2 放大器的选择 .6

2、4.3 比较器的选择 .7 五. 电路调试 7 六. 设计的体会及其改进建议 11 2 温度测量与显示及报警电路的设计温度测量与显示及报警电路的设计 一一. . 设计目的设计目的 运用有关的课程的基础理论知识和技能解决实际问题的能力，提高本专业必要的基本技 能、方法和创新能力。完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试 等各个环节、掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、 显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法。 了解有关电子器件和集成 电路的工作原理。 二二. . 设计任务及要求设计任务及要求 基本要求 ： 1.利用温度传感器（

3、热敏电阻）测量某环境的温度. 2.用数字表头实现测量值的显示； 3.温度超过额定值时，产生声、光报警信号。采用蜂鸣器报警，声音大小由环境温度与报警 温度的差值决定。 3 三三. . 设计内容设计内容 3.1 稳压电源电路的设计 要使电路能够稳定的工作首先就要提供一个稳定的电源， 如图 1 就是我们设计的稳压源 电路图，电路中的 LM358N 为电压跟随器，用来形成稳定的电压源供测量电路使用。图中 1N4732A 为 4.7V 稳压管，调节 R3 使电压跟随器 LM358N 的输出 Uo1 稳定为 2.5V，为后面的 测量电路提供稳定可靠地电源供应。 其电路原理图如图 1： 图 1 3.2 测量

4、电路的设计 如电路图图 2 所示其中 R5 为负温度系数热敏电阻，即随着温度的升高，阻值减小。该 热敏电阻在常温（24C）时电阻为 160 欧姆。电路原理图如图 2，电路图中的 V1 即为上一 步骤中的稳压电源提供的电压，该电压稳定在 2.5v. R4 为一定值电阻。 图 2 4 3.3 放大电路的设计 电路图如图 3 所示，利用运放 LM358N 构成差动放大电路，运放 LM358N 对从 5 脚和 6 脚过来的电压进行相减放大。在该调节过程中发现 LM358N 有时候 7 口会没有输出，这时候 用电压表测得 5 口和 6 口电压差值较大，我们的解决方法是我调节图 3 中 R6 的电阻使得

5、6 口的电压与 5 口电压差值较为接近，这时候 7 口就又重新有输出了。 图 3 3.4 报警电路的设计 报警电路的设计， 我们运用了比较器， 如图 4 所示 LM358N 的 2 口接入一个比较电压 V2 。 当 3 口的电压大于 2 口时，1 口输出高电平，使发光二极管导通，蜂鸣器工作；当 3 口的电 压小于 2 口时，1 口输出低电平，发光二极管不导通，蜂鸣器不工作。所以当温度升高到一 定数值，比较器就会有输出，从而激活报警电路工作，报警部分为光报警和声报警，光报警 为发光二极管发光，声报警为蜂鸣器响。电路如图 4 所示。 5 图 4 3.5 总电路 总电路如图 5 所示 图 5 6 四

6、四. . 元器件选择元器件选择 4.1 热敏电阻的选择 热敏电阻的选择为负温度系数热敏电阻，负温度系数热敏电阻随着温度的升高，电阻值降 低。常温下（24C）阻值为 160。型号为 NTCXKMZ4。该热敏电阻的阻值的变化范围为 100 到 200。 4.2 放大器的选择 该电路中采用了运放 LM358，其引脚图及各部分功能如下： 在 LM358 中有两个单独的运放，在他的 8 个引脚中，下图引脚 1-3 为一个运放，5-7 为第二 个运放，其中 1 脚和 7 脚为输出端，2 脚和 6 脚为反相输入端，3 脚和 5 脚为同相输入端。 图 6 相应的逻辑功能图如下图： 图 7 7 4.3 比较器的选择 比较器在电路中我们选择的是 LM358N。 图 8 LM358 的特点: 内部频率补偿， 低输入偏流， 低输入失调电压和失调电流， 共模输入电压范围宽， 接地， 差模输入电压范围宽， 等于电源电压范围， 直流电压增益高(约 100dB) ， 单位增益频带宽(约