简易火灾报警电路设计.doc

模拟电子技术课程设计模拟电子技术课程设计简易火灾报警电路设计电班姓名 学号 完成日期 2010-7-10摘要 本次试验主要是通过热敏两个电阻安装在不同的板上（一个安装在塑料板上，另一个安装在金属板上）同时受热时温度升高速度不同产生温差，而热敏电阻的电阻值随温度降低而减小，安装在金属板上的热敏电阻的阻值随温度升高快而减小快来控制比例运算电路的反向输入端的电压，从而使二级运放的输入电压增大而使其超过阀值电压。单限比较器实现电压的跳变。输出高电平使发光二极管和晶体管导通，从而驱动声光报警电路报警。关键词 热敏电阻；比例运算电路；单限比较器；声光报警电路.目录1设计要求42原理图43工作原理54设计所用器材75电路组成部分76设计步骤及方法87电路总体说明98存在问题99小结(通过课程设计收获和心得)910课程设计评分标准1011参考文献101设计要求测试两路温度传感器（安装在室内同一处，一路安装在塑料壳内，另一路安装在金属板上）的温度电压信号，在正常情况下，两路温度传感器所产生的电压相等，指示灯发光二极管不亮，报警器蜂鸣器不响。当有火情时，安装在金属板上的温度传感器会因金属板导热快而上升速度快，相比较而言，安装在塑料壳内的温度传感器的温度上升速度要比较慢，从而令两者产生的温度电压信号产生压差。当此压差增大到一定数值时，经过由集成运放构成的差分放大电路的放大以及单限比较器的状态比较，最终驱动发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫报警。2原理图2.1原理框图声光报警电路单限电压比较器差分放大电路温度传感器1温度传感器22.2总体电路图.VCC(15V)GNDR11KGNDR11KGNDR22KR22KR551VCC(15V)3VR33KRP2437.4R42KRVCC(15V)+RRP1500-NPNR63KGND1k2KR7R8 图1 火灾报警电路图 3工作原理3.1热敏电阻随温度的变化阻值变小，因此分压减小。有如图1有公式：=；=。热敏电阻R和R变化时和变化。R接受高温，R在室温下时。由于R的减小，使减小。与同向端形成压差。3.2双端输入的比列运算电路，如图3.2.13.2.1当R1/R2/Rf =R3/R4/R5时 =(+ -) 图3.2.1双端输入的比列运算电路 图3.2.2 A1 差分比例运算电路3.2.2若电路中有两个输入且参数对称如图3.2.2可以实现对差模信号的放大,电路图1中一级A1运放。则输出结果为=(-)。即为本题中一级运放A1的输出结果。当热敏电阻R发生改变时，减小，因此增大。3.3单限比较器，如图3.3.1UO1UO2图3.3.1 A2组成的电压比较器的电压传输特性当U, =U输出高电平，使发光二极管和晶体管导通。当U, =U输出低电平，使发光二极管和晶体管截止。3.4报警电路R5和R6所在的图1中后面的部分。3.4.1发光二极管的电流为：=。3.4.2晶体管的基极电流为：=；集电极电流即蜂鸣器的电流为：。3.5总结当没有火灾时，(-),数值很小， ，(-)，增大到一定值，U, =U，使发光二极管和晶体管均导通，发出报警。4设计所用器材数字万用表 1个热敏电阻 2个发光二极管 1个蜂鸣器 1 个电阻 12个电烙铁 1个面包板 1块剥线钳 1个导线和焊锡 若干5电路组成部分其中R和R”为热敏电阻。根据信号的的流通所示的电路可分为四部分。运放A1引入了负反馈，故构成了运算电路。运放A2没有引入反馈，工作在开环状态，故组成电压比较器。后面分立元件电路是声光报警电路。6设计步骤及方法6.1画出原理图，如电路图1。6.2根据设计原理，来计算。6.2.1选择热敏电阻和合适的电阻RP2=430,RP1=500,VCC=15V。因此得到温度控制电路的参数：=13.4V=13V6.2.2 通过加减运算电路估算一级运放的输出，这里选择R1=1K和R2=2K。则： =(-)=0.8V。6.2.3选择和估算出二级运放的参数。1.二级运放有阀值电压U=。如果要报警必须输出高电平。则只要UO1U, UO2 =U。3.U=2V。6.2.4选择和估算出声光报警电路参数。1由于发光二极管的电流为：=。这里用稳压二极管为。因此U=+3V，U=-3V。2.5V, 10mA则R5选用51电阻。2晶体管的基极电流为：=。=0.7V，约为几毫安，因此选R6=3K即可。在此过程中必要的检验和调试是必不可少的。7电路总体说明7.1温度控制电路有热敏电阻的水温度的的变化电阻减小而控制必列运算电路的输入电压。7.2 比例运算实现电压差。并用输出控制单限比较器。7.3 不同的电压使单限比较器输出不同的电平。使二极管和晶体管导通，控制报警电路。7.4 导通后二极管亮，蜂鸣器发声报警。8存在问题由于缺少对电路的焊接经验，在元器件布局时比较着急，导致多焊了好多线，同时也浪费了大量时间；由于对元器件的认识太浅以及市面上所卖元器件的限制，在选择器件时可能出现了偏差，使得本报警系统不是太灵敏。9小结(通过课程设计收获和心得)此次模电课程设计后我得到了多方面的锻炼。一方面我对模拟电子技术专业知识有了进一步的掌握并熟悉了更多电子仪器的使用方法。掌握电子电路的测试方法，了解常用电子器件的类型和特性，同时掌握如何合理选用电子器件的原则。应用知识更为得新应手，熟练自如。有了更多对模拟电子技术综合性训练的机会。也通过实用型模拟电子电路设计、安装、调试等各环节，培养了我运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。另一方面对于动手能力的培养和敏捷思维方式的形成起到很大的作用。设计一个电路首先要有合理的原理，再有合理的原理图，对于大型的电路还要注意分层分块的完成然后系统连接。在以后的工作中对于我们的实践训练这是很重要的。再一方面电子电路的安装与调试技能培养了我的创新能力和对治学要严谨的态度。通过本次的模拟电子技术的课程设计，对我来说最主要的收获是让我平时在书上所学的知识有了比较直观的理解，平时所学的理论知识在这次的课程设计中得到了充分的运用，对学习中掌握不清楚的地方在这次的课程设计中也有了比较清楚的了解。这次课程设计使我了解到怎样把书上所学的知识怎样运用到实际中，对我以后的学习必然将产生深远的影响。10 课程设计评分标准评定项目评分成绩1.选题合理、目的明确（5分）1.设计方案正确，具有可行性、创新性（15