温度监测系统设计仿真与实现课程设计

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1、 1 R1 1.0k R2 1.0k R3 2k Key=A 30% R4 2k Key=A 70% R5 510 R6 510R8 5k Key=A 32% C1 0.1 F V1 12 V R9 5.1k R10 3.3k R11 220k R12 100k C3 4.7 F U1 OPAMP_5T_VIRTUAL U2 OPAMP_5T_VIRTUAL U3 OPAMP_5T_VIRTUAL LED1 LED2 R7 5k Key=A 82% C2 0.1 F XLV1 Input 探针1 V: I: 探针2 V: I: 1.电路设计及原理分析 1.1 设计任务 通过Multisim软件

2、仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础 上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿 真，调试电路，明白了温度报警的意义。 1.2 技术指标 a.当温度在设定范围内时报警电路不工作； b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警； c.上下限低于报警 led 用不同颜色； d.上下限可调； e.控温精度度 1 f.监测范围 0.5 1.3 电路原理图 图表 1 电路原理图 2 1.4 基本原理 本课设选用热敏电阻作为温度感应元件。热敏电阻的基本特性是温度特性。 由于热敏电阻是由半导体材料制成的， 其中的载流子数目是随温度的升高按指数 规律迅速增加的。载流

3、子数目越多，导电能力越强，其电阻率也就越小，因此热 敏电阻的电阻值随着温度的升高将按指数规律迅速减小。 这和金属中自由电子的 导电机制恰好相反，金属中的电阻值是随着温度的上升而缓慢增大的。热敏电阻 有正温度系数，临界温度系数与负温度系数之分，本实验所用的为负温度系数的 热敏电阻,在较小的温度范围内，其电阻-温度特性曲线是一条指数曲线，可表示 为 RT=e T 式中，RT 为温度为 T 时的电阻值，与 为与半 导体性能有关的常数，T 为热敏电阻的热力学温度。 本课设用的比较器器件是 LM324，这是一个带有四个运算 放大器的芯片，其管脚如图所示。我们选择第一组和第二组进行 高低温比较。 集成运算

4、放大器 A1、A2 构成单门限比较器， A4 构成振荡 电路。电路中的热敏电阻 Rt 与 RV3 串联，分压值为 Va，分别加在 运放 A1、A2 同相端与反相端上，与上、下限设置温度 RV1、RV2 的分压比较，当 Va 介于上限、下限电压值之间时，A1、A2 均输出高电平，D2、 D3 反偏截止均不亮；当 Va 大于 RV1 的分压时，A2 输出低电平，D3 发光 。当 Va 大于 RV2 的分压时，A1 输出低电平，D2 发光 。任何一个发光二极管导通时 A4 所在电路即产生振荡，驱动喇叭发出报警声。调整 C3、R8 可改变振荡频率。 调节 RV1 和 RV2 可分别调整报警的上限和下限。 当电位器上端阻值减小时， 报警点下降。当上端阻值增大时，相应的报警点升高。调节 RV3 可以调整比较 电压的大小， 从而能根据热敏电阻的温度特性与环境变化带来的需求变化进行调 整。其他各电阻起分压作用，以便各电位合适。 该电路可以监测在一定温度下的环境，当高于上限或低于下限时会亮灯并报警， 可以很好用于很多温度监测领域。 图 1-2