传感器课程设计---高温报警器.doc

河北科技大学 课程设计报告 姓名： 学号: 1  专业班级： 班  课程名称： 传感器原理及应用  指导教师： 陈  学年学期： 2012—2013学年第1学期  2013年1月 课程设计成绩评定表 学生姓名 学 号 1 成绩 专业班级 电 起止时间 2012.12.31—2013.1.6 设计题目 高温报警器 指 导 教 师 评 语 指导教师： 年 月 日 目录 一、课程设计目的……………………………………4 二、摘要………………………………………………5 三、总体方案设计……………………………………5 1.基本原理………………………………………………5 2.元器件的选择…………………………………………6 四、电路的仿真分析…………………………………8 五、焊接电路…………………………………………8 1.元件清单……………………………………………8 2.注意事项……………………………………………9 六、检测与调试………………………………………10 七、心得体会…………………………………………11 一、课程设计目的 1.通过解决一、两个实际问题，巩固和加深获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 图1热敏电阻的温度曲线 三、总体方案设计 1、基本原理 电路原理图如图2所示，R1和R3构成一个分压电路，为U1A的同相输入端和U1B的反相输入端提供了一个参考电压，热敏电阻Rt与R4亦构成了一个分压电路。常温下，U1A的反相输入端和U1B的同相输入端大于参考电压，使得U1A输出低电平，U1B输出高电平，所以LED1发光，LED2不发光且蜂鸣器不会响；当温度升高时，热敏电阻的阻值降低，热敏电阻的分压减小，当温度高于预设温度时，U1A的反相输入端和U1B的同相输入端小于参考电压，此时U1A输出高电平，U1B输出低电平，LED1变灭，变为LED2发光，且蜂鸣器发出报警音。且可以看出，LED1和LED2不会同时亮。 图2 电路原理图 2、元器件的选择 热敏电阻在选择时，要考虑到预设温度，假如预设温度为25摄氏度，然后查热敏电阻的特性表，得到热敏电阻在该温度下的阻值，R3用与热敏电阻阻值相近的即可，我在买元件时测得50K的热敏电阻在室温下的阻值约36K，故选择了50K的热敏电阻，R3选择用36K的，R4和R1的阻值要相同，我用了47K的。Pp为一个电位器，可以对参考电压进行微调，我选用了5K的电位器，R6为LED1的限流电阻，选用了510欧的。 电源电压设计为6V，即四节5号电池，故选择了5V蜂鸣器，电容C1为2.2uF，LED用Q5型号的，LED1为绿色，LED2为红色。 原理图中的运放要做电压比较器使用，故选用了型号为LM339N的集成运放，其实物如图3，内部结构如图4所示，其内部有4个独立的比较器。它也可以单电源供电。 图3 LM339N实物图 图4 LM339N内部结构 四、电路的仿真分析 本学期学习了电路设计与仿真，做课设时正好可以用上，所以我根据原理图在Multisim11.0中进行了仿真分析，如图5。由于Multisim中没有热敏电阻这个器件，故用一个50K的电位器代替进行仿真。 图5 电路仿真图 仿真时，通过按A(增大)或shift+A(减小)来改变Rt的大小，发现当Rt为40%时红灯变亮，蜂鸣器鸣响，说明电路原理图设计上没有问题，接下来焊接实物进行调试就行了。 五、焊接电路 1、元件清单 名称 数量 LM339N 1个 510欧电阻 1个 47K电阻 2个 36K电阻 1个 50K热敏电阻 1个 5K电位器 1个 2.2uF电解电容 1个 发光二极管 红绿各1个 5V蜂鸣器 1个 2、注意事项 按清单买回元件开始焊接，首先按原理图进行布局，然后开始在电路板上焊接，焊的过程中出现了一些需要注意的地方，首先，各个电阻的阻值要根据色环明确或直接用万用表测量，不要焊错地方，还有那个电容的极性千万不能装反了，在焊接芯片时，要分清各个引脚，注意芯片的各个引脚离得很近，很容易使它们短路，还有别忘了对芯片供电，虽然原理图中没有画出。在此给出我所焊电路板背面图。 六、检测与调试 焊接完成后，安装上电池，绿灯发光，没有异常，如图5。然后我拿着电路板，让热敏电阻去靠近暖气，结果不一会儿绿灯灭了