双限温度报警器.doc

1、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: 08421151 08421150 起止日期: 2010年 6月 12 日 20 10 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0.22、课程设计质量与答辩0.53、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

2、 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

3、录设计要求51、前言52、方案的论证和对比5 2.1方案的总体流程方框图62.2方案一62.2方案二824方案的对比113、电路设计12 3.1双线温度报警器的工作原理123.2主要元件的介绍123.2.1温度传感器AD590123.2.2喇叭LM386143.2.3温控器装置164、 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19 4.4安装调试195、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217、参考文献228、总结249、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

4、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

5、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

6、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 R1R5选用14W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3mm的高亮度发光二极管，VL1为红色，VL2为绿色VS选用12W、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、8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

7、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080，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RIR4、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（N1N4）内部的N2、N3组成。超低频振荡器由IC1内部的N1、N4、电阻器R5R12、电容器C3、CZ和发光二极管、VL3组成。电源电路由电源变压器T 整流桥堆UR

8、、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R14R16、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R

9、5、R7RIO、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R14R16、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R1OR12、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

10、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，IC的脚由低电平变为高电平，使V导通，VL点亮，指示被测温度偏高；同时IC通电工作，驱动BL发出报

11、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330V，输出电流223A（-50）423A（+150），灵敏度为1A/。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20M，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223A（-50）423A（+150），灵敏度为1A/，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1A输出电流，因此在室温25时，其输出电流Iout=（273+25）=298A。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