模拟电子课程设计题目名称：姓学班名：号：级：温度报警器课程设计模拟电子技术基础课程设计温度报警器课程设计一、设计题目：设计题目：设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。二、设计任务与要求在一些要求恒温的场所，如生物实验室、蔬菜大棚等，对温度有一定的要求。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。为便于及时不解温度是否正常，可使用温度报警器。1）当温度高于在10℃~30℃范围内时，报警器不发出声音。当温度超出这个范围时，报警器报出声响，并可根据声响的不同单调区分温度的高低，即：当温度高于30℃或温度低于10℃时，报警器发出不同的声音。2）可用5~15V直流稳压电源供电。3）在保证性能的前提下，昼减少功耗，降低成本。三、总体方案：总体方案：1.基本原理基本原?温度报警器由感知外部温度的桥式测温电路，差动放大电路，滞回比较器及报警器组成。温度报警器是通过对温度有一定的感应的电阻的阻值的变化，转变为相应的电压的变化，从而通过一系列的电路产生相应信号，输入报警器，从而报警器发出不同的声响。测温电路由电阻组成，其中有一个就是对环境温度有感应的热敏电阻，它和其他电阻组成一个支路，另外还要有两个支路，都是用定值电阻组成的，事先就把相应的温度转换相应的电压，从而用不同阻值的电阻分压，这样就可以产生两个固定的温度，可以作为温度的上下限。然后，把它们的比较结果作为输入进差动放大电路，进行一定倍数的电压放大，在把差动电路的输出作为滞回比较器的输入，这是为了稳定输出，把稳定的信号输入报警器中。-1-模拟电子技术基础课程设计这就是一个完整的温度报警电路。2.系统框图系统框图报警器外界温度测温电桥差动放大电路滞回比较器差动放大电路滞回比较器报警器四、详细设计：详细设计：1.测温电桥（见下图，图一）测温电桥（见下图，图一）测温电桥VCCR87100k??50%Key=AR1D11N371202R21k??04R4220k??0R7R9100k??12V3100k??50%5Key=A100k??R3R620k??20k??VCC6R5220k??0图一测温电路测温电桥由一个热敏电阻及若干个用于调节电桥平衡的电阻组成。其中R7，R8是分别用-2-模拟电子技术基础课程设计于调节两个电桥平衡的滑动变阻器，R2是温度传感器。R1,R2,R3,R4及R8组成测温电桥。其呈现出的阻值与温度成线性变化关系且具有负温度系数，而温度系数又与流过它的工作电流有关。为了稳定R2的工作电流，达到稳定其温度系数的目的，设置了稳压管D1。测温电桥的输出电压为：△U=UB-UA2.差动放大电路（见下图，图二）差动放大电路见下图，图二）VCC110R12910k??R14100k??50%4Key=A11R1010k??12R1110k??R1571526VCC12VU198314741R1313100k??50%1M??Key=A0VDDVDD-12V图二差动放大电路由集成运放及外围电路组成的差动放大电路，将测温电桥输出电压△U按比例放大。其输出电压当R10=R11,(R12+RW14)=R13时，Uo1=(R12+RW14)*(UB-UA)/R10可见差动放大电路的输出电压Uo1仅取决与两个输出电压之差和外部电阻的比值。RW15用于差动放大器调零。3．滞回比较器（见下图，图三）．滞回比较器（见下图，图三）-3-模拟电子技术基础课程设计VCCVCC7UrUi45R1100kR210k21U11512V3VDD62R31M3554SMVDD-12V图三滞回比较器差动放大器的输出电压Uo1输入及集成运放组成的滞回比较器。设比较器输出高电平UoH,输出低电平UoL,参考电压Ur加在反向输入端。门限宽度大小可通过调节R2/R3的比值来调节。4.输出报警器（见下图，图四）输出报警器（见下图，图四）输出报警器VccVccR3710kR381RSTDISR39A3VCCOUTA49VCCRSTOUT12V3C8100uF1110k150k555_VIRTUALTHR2TRICON6DISR40150k555_VIRTUALTHR8TRICONGND4C610uFGNDR41C710k7C9100nF100nF0图四报警器电路滞回比较器输出的电压作为输入的信号输入报警器，利用一般的双音报警器电路