测控电路课程设计实验报告——温度报警系统_。.doc

测控电路测控电路 课程设计报告课程设计报告题题 目：目： 温度测量与显示及温度测量与显示及 报警电路的设计报警电路的设计 学学 院：院： 机电工程学院机电工程学院 姓姓 名：名： 朱朱** 学学 号：号： 2011****** 班班 级：级： 测控测控 112 班班 日日 期：期： 2014 年年*月月*日日 0目录目录一. 设计目的............................................................................................2二. 设计任务及要求................................................................................2三. 设计内容............................................................................................33.1 稳压电源电路的设计..................................................................33.2 测量电路的设计..........................................................................33.3 放大电路的设计..........................................................................43.4 报警电路的设计..........................................................................43.5 总电路..........................................................................................5四. 元器件选择........................................................................................64.1 热敏电阻的选择..........................................................................64.2 放大器的选择..............................................................................64.3 比较器的选择..............................................................................7五. 电路调试............................................................................................7六. 设计的体会及其改进建议..............................................................111温度测量与显示及报警电路的设计温度测量与显示及报警电路的设计1.1. 设计目的设计目的运用有关的课程的基础理论知识和技能解决实际问题的能力，提高本专业必要的基本技能、方法和创新能力。

完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节、掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法了解有关电子器件和集成电路的工作原理2.2. 设计任务及要求设计任务及要求基本要求 ：1.利用温度传感器（热敏电阻）测量某环境的温度.2.用数字表头实现测量值的显示；3.温度超过额定值时，产生声、光报警信号采用蜂鸣器报警，声音大小由环境温度与报警温度的差值决定23.3. 设计内容设计内容3.1 稳压电源电路的设计要使电路能够稳定的工作首先就要提供一个稳定的电源，如图 1 就是我们设计的稳压源电路图，电路中的 LM358N 为电压跟随器，用来形成稳定的电压源供测量电路使用图中 1N4732A 为 4.7V 稳压管，调节 R3 使电压跟随器 LM358N 的输出 Uo1 稳定为 2.5V，为后面的测量电路提供稳定可靠地电源供应其电路原理图如图 1：图 1 3.2 测量电路的设计如电路图图 2 所示其中 R5 为负温度系数热敏电阻，即随着温度的升高，阻值减小。

该热敏电阻在常温（24°C）时电阻为 160 欧姆电路原理图如图 2，电路图中的 V1 即为上一步骤中的稳压电源提供的电压，该电压稳定在 2.5v. R4 为一定值电阻 图 2 33.3 放大电路的设计电路图如图 3 所示，利用运放 LM358N 构成差动放大电路，运放 LM358N 对从 5 脚和 6脚过来的电压进行相减放大在该调节过程中发现 LM358N 有时候 7 口会没有输出，这时候用电压表测得 5 口和 6 口电压差值较大，我们的解决方法是我调节图 3 中 R6 的电阻使得 6口的电压与 5 口电压差值较为接近，这时候 7 口就又重新有输出了图 33.4 报警电路的设计报警电路的设计，我们运用了比较器，如图 4 所示 LM358N 的 2 口接入一个比较电压V2 当 3 口的电压大于 2 口时，1 口输出高电平，使发光二极管导通，蜂鸣器工作；当 3口的电压小于 2 口时，1 口输出低电平，发光二极管不导通，蜂鸣器不工作所以当温度升高到一定数值，比较器就会有输出，从而激活报警电路工作，报警部分为光报警和声报警，光报警为发光二极管发光，声报警为蜂鸣器响电路如图 4 所示4图 43.5 总电路总电路如图 5 所示图 554.4. 元器件选择元器件选择4.1 热敏电阻的选择热敏电阻的选择为负温度系数热敏电阻，负温度系数热敏电阻随着温度的升高，电阻值降低。

常温下（24°C）阻值为 160Ω型号为 NTCXKMZ4该热敏电阻的阻值的变化范围为100Ω 到 200Ω4.2 放大器的选择该电路中采用了运放 LM358，其引脚图及各部分功能如下：在 LM358 中有两个单独的运放，在他的 8 个引脚中，下图引脚 1-3 为一个运放，5-7 为第二个运放，其中 1 脚和 7 脚为输出端，2 脚和 6 脚为反相输入端，3 脚和 5 脚为同相输入端图 6相应的逻辑功能图如下图：图 764.3 比较器的选择比较器在电路中我们选择的是 LM358N图 8LM358 的特点: 内部频率补偿，低输入偏流，低输入失调电压和失调电流，共模输入电压范围宽，接地，差模输入电压范围宽，等于电源电压范围，直流电压增益高(约 100dB) ，单位增益频带宽(约 1MHz) ，电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5 一±15V)，低功耗电流，适合于电池供电，输出电压摆幅大(0 至 Vcc-1.5V)报警电路的设计，我们运用了比较器，如图 4 所示 LM358N 的 2 口接入一个比较电压V2 当 3 口的电压大于 2 口时，1 口输出高电平，使发光二极管导通，蜂鸣器工作；当 3口的电压小于 2 口时，1 口输出低电平，发光二极管不导通，蜂鸣器不工作。

所以当温度升高到一定数值，比较器就会有输出，从而激活报警电路工作我们运用比较器来对后面报警电路的辅助设计，当我们的温度不断的升高，并达到我们设定的数值时，通过比较器报警电路接通，进行报警，当温度降低，低于我们设定的数字是比较器没有输出，报警电路停止工作5.5. 电路调试电路调试在电路调试的过程中主要是分为 2 个部分，第一步为调出一个 2.5v 的稳压电源，为后面的测量电路提供稳定的 2.5V 稳定电压.如图 9 所示7图 9第二部分为调节比较器电压使得常温下不报警，当温度升高时，热敏电阻阻值降低，使比较器 3 口的电压大于 2 口，1 口输出高电平，发光二极管导通，蜂鸣器工作同时调节比较器电压可以改变报警的温度值，根据需要如果要调高报警电压，只需将比较电压调高即可下图为当比较电压为 5v，热敏电阻没有受热时（阻值为 160 欧姆）的状态，即处于正常的工作状态时的电路图此时比较器 3 口的电压为 4.463V，小于 2 口接入比较电压 5V，所以发光二极管不亮，蜂鸣器不响8图 10下图为当热敏电阻受热时，阻值降低（阻值为 120 欧姆） ，即处于报警工作状态时的电路图此时比较器 3 口的电压为 5.539V，大于 2 口接入比较电压 5V，所以发光二极管亮，蜂鸣器响，开始报警。

图 11调节比较器电压可以改变报警的温度值，根据需要如果要调高报警电压，只需将比较电压调高即可下图为调高报警电压，使得比较电压为 6V，热敏电阻没有受热时（阻值为 160 欧姆）的状态，此时此时比较器 3 口的电压为 4.463V，小于 2 口接入比较电压 6V，所以发光二极管不亮，蜂鸣器不响9图 12下图为调高报警电压，使得比较电压为 6V，热敏电阻受热，但受热温度不高时（阻值为 120 欧姆）的状态，此时比较器 3 口的电压为 5.539V，小于 2 口接入比较电压 6V，所以发光二极管不亮，蜂鸣器不响与图 11 进行比较可以得出结果，在比较电压为 5V，热敏电阻受热使得阻值为 120 欧姆时，电路会报警而调高报警电压，使得比较电压为 6V，热敏电阻受热使得阻值为 120 欧姆时，此时电路不会报警图 13下图为调高报警电压，使得比较电压为 6V，热敏电阻受热，受热温度较高时（阻值为100 欧姆）的状态，此时比较器 3 口的电压为 6.085V，大于 2 口接入比较电压 6V，所以发光二极管亮，蜂鸣器响，电路会报警10图 146.6. 设计的体会及其改进建议设计的体会及其改进建议测控电路课程设计是培养我们综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程.从选定方案设计完成，从理论到实践，对我们来说充满挑战，但是从中却学到很多的东西，不仅可以巩固了以前所学过的知识，还学到了很多在书本上所没有学到过的知识，并且锻炼了自己的动手能力。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力课程设计过程中遇到问题是再所难免的，但是从遇到的各种各样的问题中，我们也发现了自己的不足之处，同时也让我们在实践中发现了不少解决的方法，充实了我们的经验，让我们在以后遇到相同的问题时能够顺利解决刚开始课程设计的时候有些无从下手，我不断地去翻看课本，去图书馆、互联网查找相关资料，不仅是查找资料，也是把自己忘记的，没有掌握的重新学习一遍，努力地想把11课程设计做好，其中遇到了很多难题，比如电路的连接，以及选择怎样的器件课设很快就过去了，在这期间发现了自己分析不够严谨，以及以前的学习不够认真，对知识模棱两可，这次课程设计培养了我的耐心，以及学习的热情，发现自己的不足，以后会更加努力学习自己的专业知识。