模电课程设计--温度报警器的设计与制作

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1、 模拟电子技术课程设计 题 目 温度报警器的设计与制作 目 录 1 绪 论 . 1 2 课程设计的任务与要求 . 1 2.12.1 简要说明简要说明 . 1 2.22.2 任务和要求任务和要求 2 3 整体电路构思 2 3.13.1 总体方案总体方案 . 2 3.23.2 设计方案设计方案 . 3 4 电路工作原理及说明 3 5 单元电路的设计 . 4 5.1 5.1 单元电路介绍单元电路介绍 . 4 5.2 lm358 5.2 lm358 引脚图和功能说明引脚图和功能说明 5 5.3 90145.3 9014 三极管参数三极管参数 6 5.4 5.4 热敏电阻热敏电阻 8 5.4.1 热敏电

2、阻的主要参数 8 5.4.2 热敏电阻的分类 9 5.4.3 NTC 热敏电阻 . 9 5.4.4 热敏电阻的应用 . 10 6 硬件的制作与调试 . 11 6.16.1 制作电路制作电路 . 11 6.26.2 调试电路调试电路 . 12 7 设计总结 12 参考文献 . 14 附录 1 总体电路原理图 15 附录 2 元器件清单 . 16 1 1 绪 论 温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重 要的意义。随着现代工、农业技术的发展及人们对生活环境要求 的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。温度控制电路在工、 农业生产中有着广泛的应用。日常生活也可以见到，如电冰箱的 自动制冷、

3、空调器的自动控制、大棚种植温度的自动控制等等。 利用（模拟）温度控制开关和声响集成电路制作一个温度报警 器，也可以演示自动控制电路的工作原理。电路的触发端接在固 定电阻器和微调电阻器的中间，改变电阻的分压，我们就模拟外 界环境的温度变化或降低。当电路的触发端电压降低到我们预设 的低电压时（低温），触发声响集成单频电路工作。当电路的触 发端电压升高到我们预设的高电压时（高温），触发声响集成电 路工作。即达到了调节微调电阻器的阻值，改变电路以不同声响 报警时的温度。从而达到了以电压模拟温度变化的控制。 2 课程设计的任务与要求 2.1 简要说明 在一些要求恒温的场所，如生物实验室、蔬菜大棚等，对温

4、 度有一定的温度要求。如果温度太高，则应及时采取降温措施； 如果温度太低，则应及时采取升温措施。为便于及时了解温度是 否正常，可使用温度报警器。 2 2.2 任务和要求 (1）当温度在 30至 60范围内时报警器不发声响，当温 度超过这个范围时，报警器发出声响，并根据不同音调区分温度 的高低，即：当温度高与 60时，报警器发出不同的声音。 (2）可用 515V 直流稳压电源供电。 (3）在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。 3 整体电路构思 3.1 总体方案 本次温度报警电路的设计我们用压电陶瓷蜂鸣器作为报警 电路的电声元件，通过电压的变化来模拟温度的高低，以 0为 0mv，温度每上升

5、 1，递增 2mv；由于变化的电压值较小，所 以我们采用放大电路对其进行放大 100 倍，然后通过后级比较电 路对电压进行比较，当温度在 30至 60范围内（允许误差1 ）即电压在 20mv至 60mv时报警器不发声响，当温度超过这 个范围时，即当接收到的输入电压（前级放大器的输出）小于 2V （30时放大器输出为 2V）或者大于 6V 时（60时放大器输出 为 6V），输出高电平以驱动后级的发生报警电路报警器发出声 响，并根据不同音调区分温度的高低。 电路所需直流电源由 5v-15v的直流电压提供。 3 3.2 设计方案 电路框图如下： 图 3-1 电路框图 根据整体构思，所设计电路分为四个

6、模块：直流电源、信号放大 电路 ，比较电路和报警电路。其中直流电源由变压器、整流桥、滤波 电路、稳压器组成； 放大器的设计采用集成运放放大；对于比较器我 们选择窗口比较器，通过电压的变化可以模拟实现高温。 4 电路工作原理及说明 如图 4-1 电路原理图，利用电路中的运算放大器 LM358 做成 的一个电压比较器。所谓电压比较器，就是当它的同相输入端 （第 3 脚）的电位高于反相输入端（第 2 脚）的电位的时候，其输出 端（第 1 脚）输出为高电平；当同相输入端的电位低于反相输入 端的时候，输出端立刻翻转为低电平。根据这个特点，我们在其 两个输入端分别建立一个独立的分压回路，其中的固定电阻 R1、 R2 为运放的反相端提供一个固定不变的参考电位。而运放的同相 输入端的电位则由 RT 、R3 及 RW 共同决定，当温度升高的时候， 负温度系数的热敏电阻 RT 的阻值会明显降低，导致运放同相输 4 入的电位在原来的基础上升高。调节 RW，可以使达到某个设定 温度时，运放的同相输入端电位正好高于反相输入端的电位，这 时输出端为高电平，这个高电平能够使得一