双限温度报警器.doc
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双限温度报警器.doc
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课程设计
湖南人文科技学院
课程设计报告
课程名称:
电子技术课程设计
设计题目:
双限温度报警器
系别:
通信与控制工程系
专业:
自动化专业
班级:
自动化一班
学生姓名:
谢琴周娟
学号:
0842115108421150
起止日期:
2010年6月12日~2010年6月25日
指导教师:
陈敢新
教研室主任:
方志文
24
第24页共24页
指导教师评语:
指导教师签名:
年月日
成绩评定
项目
权重
成绩
谢琴
周娟
1、设计过程中出勤、学习态度等方面
0.2
2、课程设计质量与答辩
0.5
3、设计报告书写及图纸规范程度
0.3
总成绩
教研室审核意见:
教研室主任签字:
年月日
教学系审核意见:
主任签字:
年月日
摘要
本文针对本实验项目“双限温度报警器电路设计”的要求,设计通过调节电阻的阻值可以将温度控制在一定的范围内,超出范围的电路通过BL进行自动报警。
我们在这个过程中提出了两个方案。
从温度传感电路的工作原理出发,先大致的确定了各模块的结构和作用,再由总体到内部进行了详细的设计。
在设计过程中,我们根据我们的实验要求,先确定了实验模块的器件,分析了器件的的参数选择,形成初步的电路原理图,再逐步的完善,最后测试通过。
我们把通过的原理图利用DXP布线,排版,然后再通过制作PCB板,最后做成了一个温度报警器。
关键词:
温度传感器;度传感电路;音效集成电路;
整流滤波器
目录
设计要求………………………………………………………………………………5
1、前言…………………………………………………………………………………5
2、方案的论证和对比…………………………………………………………………5
2.1方案的总体流程方框图……………………………………………………6
2.2方案一………………………………………………………………………6
2.2方案二………………………………………………………………………8
2.4方案的对比………………………………………………………………11
3、电路设计…………………………………………………………………………12
3.1双线温度报警器的工作原理……………………………………………12
3.2主要元件的介绍…………………………………………………………12
3.2.1温度传感器AD590…………………………………………………12
3.2.2喇叭LM386………………………………………………………14
3.2.3温控器装置………………………………………………………16
4、电路的调试和测试………………………………………………………………17
4.1现象记录……………………………………………………………………17
4.1.1各模块仿真波形图……………………………………………………17
4.2技术问题……………………………………………………………………19
4.3注意事项……………………………………………………………………194.4安装调试……………………………………………………………………19
5、元件及仪器设备清单……………………………………………………………20
6.1双线温度报警器原理图……………………………………………………21
6.2双线温度报警器PCB图……………………………………………………21
7、参考文献…………………………………………………………………………22
8、总结………………………………………………………………………………24
9、致谢………………………………………………………………………………2
双限温度报警器
1、设计要求:
利用温度传感器设计一个温度双限的报警器,一般温度有高档和低温档,要求温度检测控制电路可以把温度控制在一个合适的范围,超出范围的进行自动报警。
前言:
双限温度报警器电路的设计,这一实验项目很贴近我们的生活。
而对于温控器的设计也是作为专业里面必不可少的部分。
据资料显示,温度传感的设计可以由很多方法实现。
而大部分的温控器都是利用AD590系列的电器元件来实现。
关于双限温度报警器电路的设计,首先查阅了相关资料,了解了有关温度检测控制电路的工作原理,在原有方案上,进行了改进。
在相关资料上,了解电路图所构成的元件的作用,以及元器件之间的联系。
最后在已经设计好的电路图中稍加改进,就是双限温度报警器的原理图。
2论证和对比:
2.1方案的总体流程方框图:
设计的总体思路的大致流程框图如下:
如图2-1
图2-1设计流程图
2.2方案一:
本方案具有用途广泛、精度较高、造价低廉、装调容易等特点
工作原理:
电路中,温度检测控制电路由温度传感控制集成电路ICi和电位器RP1,RP2组成;温度指示电路由电阻器R1-R4,电容器C,晶体管V1,V2,发光二极管VL1,VL2和稳压二极管VS组成;声音报警电路由音效集成电路IC2,电阻器R5,晶体管V3和扬声器BL组成;RP1用来设定报警温度的下限值,RP2用来设定报警温度的上限值。
IC1是智能型温度传感器集成电路,用来检测温度。
工作原理图:
该双限温度报警器电路由温度检测控制电路、温度指示电路和声音报警电路组成,如图2-2所示:
图2-2:
方案一原理图
元件清单:
元器件选择R1~R5选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。
RP1和RP2均选用小型有机实心电位器。
C选用耐压值为10V的铝电解电容器。
VL1和VL2均选用φ3mm的高亮度发光二极管,VL1为红色,VL2为绿色VS选用1/2W、3V的硅稳压二极管。
V1和V3选用S9013或C8050型硅NPN晶体管;
V2选用S9015或C8550型硅PNP晶体管。
IC1选用TC602型温度传感器集成电路;
IC2选用KD9561型音效集成电路。
BL选用0.25W、8Ω的微型电动式扬声器。
S选用小型单极拨动开关。
GB选用6V叠层电池
2.3方案二:
本方案采用热敏电阻器和运算放大器集成电路等元器件制作而成,具有灵敏度高、稳定性好等特点,其温度控制范围为0~80℃,能在受控温度达到设定温度的上限值或下限值时发出声光报警信号
工作原理图:
如图2-3
图2-3:
方案二工作原理图
工作原理:
该双限温度报警器电路由温度检测放大电路、超低频振荡器、声音报警电路和电源电路组成。
温度检测放大电路由热敏电阻器RT、电阻器RI~R4、电位器RP1、BP2、电容器C1、C2、二极管VD1和运算放大器集成电路IC1(N1~N4)内部的N2、N3组成。
超低频振荡器由IC1内部的N1、N4、电阻器R5~R12、电容器C3、CZ和发光二极管Ⅴ⒓、VL3组成。
电源电路由电源变压器T整流桥堆UR、滤波电容器C6、C7、三端稳压集成电路IC2、电阻器R13和发光二极管VL1组成。
声音报警电路由电阻器R14~R16、电容器C5、晶体管VI、V2和扬声器BL组成。
交流220V电压经T降压、UR整流、C6滤波及IC2稳压后,为温度检测放大电路、超低频振荡器和声音报警电路提供+6V电压。
电位器RP1用来设定温度的上限值,RP2用来设定温度的下限值。
当受控温度在设定温度范围内时,N2和N3均输出高电平,VD2和YD3导通,使超低频振荡器和声音报警电路不工作,BL不发声。
当受控温度超过设定温度的上限值时,RT的阻值减小,使N2囚正相输人端电位低于反相输入端的基准电压而输出低电平,VD2截止,由N1和R5、R7~RIO、C3组成的超低频振荡器振荡工作,VL2闪烁发光;同时该超低频振荡信号对由R14~R16、C3和VI、V2组成的音频振荡器进行调制,驱动BL发出间歇的蜂鸣报警声。
当受控温度低于设定温度的下限值时,RT的阻值增大,使N3输出低电平,YD3截止,由N4和R1O~R12、C4组成的超低频振荡器振荡工作,YL3闪烁发光;同时,该超低频振荡信号对音频振荡器进行调制,驱动BL发出报警声。
2.4方案的对比:
由于方案二排版过于复杂,模块内部结构繁多。
虽然可以达到一定的温度调控的作用,但是影响不大。
而且,方案二的各功能模块的线路连接相对来说比较复杂。
在方案一中,加入了温度传感器AD590电路,可以更加完善的实现温度调控的功能,从而把双限温度控制在一个合适的范围之内故选择方案一。
3电路的设计:
3.1工作原理
当温度适宜(被测温度在报警温度的上限值和下限值之间)时,IC1的6脚输出低电平,7脚输出高电平,V1和V2均处于截止状态,VL1和VL2均不发光,IC2和V3不工作,BL不发声。
当被测温度降至报警温度的下限值时,IC1的7脚由高电平变为低电平,使V2导通,VL2点亮,指示被测温度偏低;同时IC2通电工作,其输出的音效电信号经V3放大后,驱动BL发出报警声。
当被测温度升高至报警温度的上限值时,IC1的6脚由低电平变为高电平,使V1导通,VL1点亮,指示被测温度偏高;同时IC2通电工作,驱动BL发出报警声。
3.2主要元件的介绍:
3.2.1温度传感器AD590:
AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器,供电电压范围为3~30V,输出电流223μA(-50℃)~423μA(+150℃),灵敏度为1μA/℃。
当在电路中串接采样电阻R时,R两端的电压可作为喻出电压。
注意R的阻值不能取得太大,以保证AD590两端电压不低于3V。
AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。
作为一种高阻电流源,最高可达20MΩ,所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。
适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。
AD590的引脚图及使用方法:
如图3-1
图3-1AD590的引脚图
供电电压U在3-30v之间;输出电流223μA(-50℃)~423μA(+150℃),灵敏度为1μA/℃,电阻不能太大以保证AD590两端电压不低于3V。
其输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Iout=(273+25)=298μA。
原理图:
3.2.2喇叭LM386:
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。
为使外围元件最少,电压增益内置为20。
但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至200。
输入端
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- 温度 报警器
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