超限溫度報(bào)警器及電路設(shè)計(jì)

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1、超限溫度報(bào)警器的電路設(shè)計(jì)內(nèi)容摘要：利用熱敏電阻器的溫度傳感特性，通過(guò)其電阻隨溫度變化而變化，從而在電路中產(chǎn)生電壓變化，使其從溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，電信號(hào)通過(guò)集成運(yùn)放放大，讓電壓與預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，再通過(guò)一個(gè)或門電路使輸出是否產(chǎn)生電壓信號(hào)，產(chǎn)生的電信號(hào)控制三極管產(chǎn)生開關(guān)效應(yīng)控制報(bào)警器報(bào)警設(shè)計(jì)指標(biāo)：當(dāng)外界環(huán)境溫度高于或低于人體溫度10度時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲音溫度傳感器只能用熱敏電阻系統(tǒng)框圖：方案設(shè)計(jì)：方案一：如圖所示，電路通過(guò)熱敏電阻的傳感效應(yīng)，產(chǎn)生的電壓變化與預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，再通過(guò)或門電路與三極管構(gòu)成開關(guān)電路控制報(bào)警器發(fā)聲。方案二：改進(jìn)方案一電路圖，如

2、下：對(duì)方案一的修改說(shuō)明：1：將或門電路改換成兩個(gè)二極管，從而同樣達(dá)到了開關(guān)效果，這樣可以不用或門，從而節(jié)約或門，因?yàn)榇颂幹挥靡粋€(gè)或門中的一個(gè)電路，不能把或門器有效的利用，而且二極管比或門便宜很多，從而節(jié)約成本！2：對(duì)方案一中的固定電阻換成兩個(gè)電位器，從而可以方便的調(diào)整電路的參數(shù)，使其適用于不同的環(huán)境，這就提高了報(bào)警器的適用性！各單元電路設(shè)計(jì),電路原理,及元器件選擇1.熱敏電阻熱敏電阻是一種半導(dǎo)體材料制成的敏感元件,當(dāng)溫度變化時(shí)熱敏電阻值將發(fā)生顯著變化，如果在熱敏電阻兩端加上電壓，則流過(guò)熱敏電阻的電流將隨溫度變化，即將溫度的變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。熱敏電

3、阻通常分為正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻、臨界溫度系數(shù)熱敏電阻、開關(guān)型熱敏電阻四種。平時(shí)常用的是PTC和NTC兩種熱敏電阻正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC—positivetemperaturecoefficientthermistor）結(jié)構(gòu)——用鈦酸鋇（BaTiO3）、鍶（Sr）、鋯（Zr）等材料制成的。屬直熱式熱敏電阻器特性——電阻值與溫度變化成正比關(guān)系，即當(dāng)溫度升高時(shí)電阻值隨之增大。在常溫下，其電阻值較小，僅有幾歐姆～幾十歐姆；當(dāng)流經(jīng)它的電流超過(guò)額定值時(shí)，其電阻值能在幾秒鐘內(nèi)迅速增大至數(shù)百歐姆～數(shù)千歐姆以上。作用與應(yīng)

4、用——廣泛應(yīng)用于彩色電視機(jī)消磁電路、電冰箱壓縮機(jī)啟動(dòng)電路及過(guò)熱或過(guò)電流保護(hù)等電路中、還可用于電驅(qū)蚊器和卷發(fā)器、電熱墊、暖器等小家電中。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC—negativetemperaturecoefficientthermistor）結(jié)構(gòu)——用錳（Mn）、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鋁（Al）等金屬氧化物（具有半導(dǎo)體性質(zhì)）或碳化硅（SiC）等材料采用陶瓷工藝制成的。特性——電阻值與溫度變化成反比關(guān)系，即當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值隨之減小。作用與應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于電冰箱、空調(diào)器、微波爐、電烤箱、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等家電及辦公產(chǎn)品中，作溫度

5、檢測(cè)、溫度補(bǔ)償、溫度控制、微波功率測(cè)量及穩(wěn)壓控制用。該設(shè)計(jì)中采用的是負(fù)溫度系數(shù)電阻；其電阻隨溫度變化曲線如圖示：如圖所示：當(dāng)溫度T變化時(shí)，R2的阻值將發(fā)生變化，從而電壓發(fā)生變化。這樣便達(dá)到溫度的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化的傳感特性。2.電壓的放大電路：集成運(yùn)算放大電路是一種具有高放大倍數(shù)、高輸入阻抗、低輸出電阻的直接耦合放大。電路在線性應(yīng)用時(shí)，要加深度的負(fù)反饋電路才能工作。理想運(yùn)放電路線性應(yīng)用的分析依據(jù)：（1）“虛短”概念；（2）“虛斷”概念。負(fù)反饋電路對(duì)放大電路的影響負(fù)反饋使放大電路的電壓放大倍數(shù)降低，但使放大電路的工作性能得到了提高和穩(wěn)定。負(fù)反饋可

6、改善非線形失真，展寬通頻帶等。輸出電壓與輸出電流得到穩(wěn)定電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用；電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用。對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻ri增大；并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻ri減小。電壓負(fù)反饋可使輸出電壓基本穩(wěn)定，致使輸出電阻ro減??；電流負(fù)反饋可使輸出電流基本穩(wěn)定，致使輸出電阻ro增大。下面介紹由集成運(yùn)放組成的比例運(yùn)算電路有反相輸入和同相輸入兩種基本電路：1）反向比例運(yùn)算放大電路如圖所示：R1為輸入回路電路電阻，Rf為反饋電阻，該電路也屬于并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。Rp為直流平衡電阻，其作用是使集成運(yùn)放輸入端對(duì)地直流電壓電

7、阻相等，從而避免運(yùn)放輸入偏置電流在兩輸入端之間產(chǎn)生附加的差模輸入電壓，要求Rp=R1∥Rf。根據(jù)反向比例運(yùn)算放大的輸入電壓與輸出電壓特性，可得電壓增益為。2）同向比例運(yùn)算放大電路如圖所示：電路構(gòu)成深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，Rp為平衡電阻，其應(yīng)該滿足Rp=R1∥Rf，根據(jù)同向比例運(yùn)算放大的輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系，電壓增益為：同相比例運(yùn)算放大電路與反相比例運(yùn)算放大電路比較，同相輸入方式具有電壓增益總是大于1，輸入電阻高等優(yōu)點(diǎn)，但由于運(yùn)放同相端電壓與反相端電壓等于輸入電壓，因此輸入端有較大的共模信號(hào)，故要求集成運(yùn)放有較高的共模抑制比和較大的共模信號(hào)輸入電壓

8、范圍。而反相輸入方式電壓增益可以小于1也可以大于1，同相與反相輸入端電壓幾乎為零，沒(méi)有共模電壓，但輸入電阻等于輸入回路電阻，其值比較小。