温度检测及报警电路设计Word文档格式.docx

温度检测及报警电路设计Word文档格式.docx

《温度检测及报警电路设计Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《温度检测及报警电路设计Word文档格式.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

LM358

·

图1-1

　特性（Features）:

　　·

内部频率补偿

直流电压增益高（约100dB）

　单位增益频带宽（约1MHz

电源电压范围宽：

单电源（3—30V）；

　　双电源（±

1.5一±

15V）

低功耗电流，适合于电池供电·

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，包括接地

差模输入电压范围宽，等于电源电压范围

输出电压摆幅大（0至Vcc-1.5V）

LM358运用：

　　红外线探测报警器

　　该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。

　　工作原理

图1-2

该装置电路原理见图1。

由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和音响报警电路等组成。

红外线探测传感器IC1探测到前方人体辐射出的红外线信号时，由IC1的②脚输出微弱的电信号，经三极管VT1等组成第一级放大电路放大，再通过C2输入到运算放大器IC2中进行高增益、低噪声放大，此时由IC2①脚输出的信号已足够强。

IC3作电压比较器，它的第⑤脚由R10、VD1提供基准电压，当IC2①脚输出的信号电压到达IC3的⑥脚时，两个输入端的电压进行比较，此时IC3的⑦脚由原来的高电平变为低电平。

IC4为报警延时电路，R14和C6组成延时电路，其时间约为1分钟。

当IC3的⑦脚变为低电平时，C6通过VD2放电，此时IC4的②脚变为低电平，它与IC4的③脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时，IC4的①脚变为高电平，VT2导通，讯响器BL通电发出报警声。

人体的红外线信号消失后，IC3的⑦脚又恢复高电平输出，此时VD2截止。

由于C6两端的电压不能突变，故通过R14向C6缓慢充电，当C6两端的电压高于其基准电压时，IC4的①脚才变为低电平，时间约为1分钟，即持续1分钟报警。

　　由VT3、R20、C8组成开机延时电路，时间也约为1分钟，它的设置主要是防止使用者开机后立即报警，好让使用者有足够的时间离开监视现场，同时可防止停电后又来电时产生误报。

　　该装置采用9－12V直流电源供电，由T降压，全桥U整流，C10滤波，检测电路采用IC578L06供电。

本装置交直流两用，自动无间断转换。

2电路设计

2．1电路原理图

图2-1

2.2电路工作原理

如图2-1所示，本电路图中利用电路中的运算放大器LM358做成的一个电压比较器。

电压比较器的工作原理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，我们在其两端分别建立一个独立的分压回路，运放的同相输入端的电位由RT、R3及RW共同决定，运放的反相端用R1、R2提供一个固定不变的参考电位。

当温度升高时，负温度系数的热敏电阻RT阻值会明显降低，导致运放同相输入的电位升高。

通过调节RW，可以使达到某个固定温度时，运放和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只小功率NPN三极管2N9014，蜂鸣器得电发出高频声响，小灯泡发出亮光。

然后，通过对热敏电阻RT施加不同的温度，观察小灯泡的亮度变化，通过设置小灯泡两端电压与温度对应关系，即可进行温度检测。

2．3电路用到的器件

双运算放大器

R1/Ω

10k

R2/Ω

R3/Ω

5k

R4/Ω

2k

RW/Ω

47k

RT/Ω

热敏电阻

R5/Ω

蜂鸣器和小灯泡总电阻

表2-2

3．电路仿真

3．1仿真流程

画电路图→设置元件参数→设置接地点及测试点→设置信号源属性→建立分析类型→启动Multisim仿真→仿真分析结果

3．2仿真曲线

3．3仿真结果分析

1．了解电路设计正确与否

2．对元件参数或电路结构进行调整，使其符合要求

4．实物设计流程

4．1实物组装

将电路中所用的元器件依照电路图2-1所示焊接在电路板上，如图4-1所示。

图4-1

4．2电路调试

保证电路连通无误，接通直流电源，调节电位器RW，使热敏电阻在当前温度大约5度条件下小灯泡刚好熄灭，然后将热敏电阻依次放在19度、29度、39度、49度的温水中进行测量，观察小灯泡亮度变化。

4．3结果分析

从调试结果可以看出，将热敏电阻放在19度温水中时，小灯泡微微发亮，依次放在29度、39度、49度温水中时，小灯泡亮度依次变亮。

这说明，热敏电阻随温度升高，其阻值逐渐减小，则流过小灯泡的电流逐渐增大，其两端电压逐渐增大，由此，我们可以通过小灯光两端的电压将其所对应的温度值记录下来，分析它们的对应关系及曲线图，再测未知温度时，我们就可以通过读取小灯泡两端的电压值来识别热敏电阻所处的温度。

5课程设计心得

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

这个课程设计是我们做为大学生以来的第一个课程设计，之前我们没有过多的经验，所以不知道该做些什么，幸好我们有专业的辅导老师，经过老师的讲解，我们明白了有关课程设计的内容和注意事项，并且我们通过查阅有关书籍，在网上搜索一些有关课程设计方面的知识，逐渐学会了如何做好一个课程设计。

因此，本次课程设计不仅是我们的一个学期作业，而且给予我们一个学习新知识的机会，我们应当抓住这个机会来学习更多的知识。

本次课程设计要求我们通过Pspice来进行节点电压电流的分析，要做好本次课程设计，首先我们要学习并熟练掌握运用Pspice软件，因此一个令人头痛的问题就摆在我们面前了，我们以前从没接触过Pspice软件,所以我们无从下手,更不知该怎样去做图然后再进行电路的分析及模拟仿真,还好经过老师的讲解,以及通过网络搜索有关Pspice的知识,查阅有关资料,逐渐学会并熟练运用此软件来进行课程设计,在学习的过程中我们也曾遇到过很多困难,比如,对Pspice完全没有概念，尤其这个软件是全英文的，所以对于我们这些不具有专业英语知识的学生来说，要完全弄懂这上面的所有功能，还是比较费力的，还好经过我们不懈的努力学习及不断的尝试，最终还是熟练掌握了Pspice的有关知识及用法。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

因为我们要做的内容是对节点电压电流的分析。

节点电压法是我们上学期学习的内容，经过一年有些已经忘记了，所以我们必须重新温习一遍学过的内容。

同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。

某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。

实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。

团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。

而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的

经过一个星期的努力，这次的电路课程设计终于做好了，此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。

由于是第一次做课程设计，做的还不是非常完善，但我相信，经过这次的学习，在以后的课程设计中我们会做的更好，同时也要感谢在这次课程设计中帮助过我的老师和同学们。

参考文献

[1]吴友宇.模拟电子技术基础.北京：

清华大学出版社,2000

[2]童诗白.模拟电子技术基础（第3版）.北京:

高等教育出版社,2001

[3]臧春华.电子线路设计与应用.北京:

高等教育出版社,2004

[4]茅园.运算放大器设计及应用.北京:

电子工程出版社,2005

[5]王远.模拟电子技术基础.北京:

机械工业出版社,1994

致谢

本次课程设计的辅导老师是老师，非常感谢老师的帮助，并感谢为这次课程设计做详细讲解的研究生们。

另外感谢在做课程设计过程中帮助过我的各位同学们，有了他们，我才能更顺利的做本次课程设计。

本次课程设计虽然很简单，但让我学会了很多以前不知道的东西。

在此特别表示感谢。