传感器课程设计温度报警器

1《传感器课程设计报告》题目：温度报警器学院：沈阳工业大学工程学院专业：电气自动化技术班级：0803班姓名：崔高飞指导教师：赵葵茹2010年07月02日2目录1设计目的……………………………………………………………12设计题目……………………………………………………………13课程设计内容及要求…………………………………………………14设计总结、心得……………………………………………………45参考书目……………………………………………………………53一、设计目的通过课程设计使学生对传感器应用技术的知识有全面的掌握，加深对该课程知识的理解，培养学生综合运用所学理论知识分析和解决实际问题的能力，也是对前期理论与实践教学效果的检验。通过课程设计使学生对工程设计有初步的认识，增强学生的识图、绘图能力，培养学生独立工作的能力。通过本次设计使学生熟悉工程设计的思维方式和步骤，并了解如何进一步根据确定的设计方案选择元器件，使设计的方案在功能上和经济上均可行。二、设计题目温度报警器,当温度高于某值时，自动发出声光报警。三、课程设计内容及要求1设计方案的选定与说明结构图根据传感器的原理构成和设计需要，各部分元件分别选用下列元器件：测温电路由敏感元件、转换元件和测量电路构成，测量电路选用电桥，辅助电源选用直流电源。敏感元件:负温度系数热敏电阻。转换元件：负温度系数热敏电阻将温度转换成电量。测量电路的种类：电桥。电桥法方便、准确。辅助电源的种类：15伏特直流稳压电源、220交流电源。测温电路报警电路比较放大器辅助电源42论述方案的各部分工作原理当温度上升时，Rt电阻阻值减小，电桥不平衡，输出电压量减小，送给比较放大器，当送给比较放大器的电压量低于给定值时，比较放大器输出电压为低电平，晶闸管关断，原来被短路的报警回路工作，电路灯亮、铃响，报警电路报警。3设计方案的图表；1）温度测量R1RtR2R3R61K+-R50.5K+15V当温度变化时，Rt电阻阻值也随之变小，电桥对臂乘积不等，电桥不平衡，输出电量增加，由公式{U0=(Ui/4)*(△Rt/R1)，Ui=[15/(R5+R6)]*R6}算得输出电压U0，送入比较放大器，进行比较。2）比较放大器R81KRp32184A+15V正端电压由测量电路送来，即电桥输出电压U0，当U0大于负端时，比较放5大器高电平导通，当正端电压低于负端时，比较放大器低电平截止。3）报警电路220V22VBELLR90.5KR101KLAMPR9、R10为分压电阻，避免晶闸管短路时烧毁电源及元器件。声光报警元件分别为蜂鸣器、LED，与R9串联成报警回路。正常工作时，比较放大器信号送来后，触发晶闸管道通，报警回路被短路，当温度升高时，比较放大器输出低电平，晶闸管VD截止，报警回路导通，灯和铃导通，报警。4编写设计说明书1）该传感器的技术性能和使用条件该传感器可用于液体、气体、固体、固溶体和火灾报警等方面，使用简单方便。通常测量范围在25至100℃之间。这种测量电路精确可达0.1℃，感温时间至少10秒以下。适用于初始温度≥25℃，升高到某一程度报警的系统。2）最后组成的原理框图R1RtR2R3R61KR81KR72K220V22VRp32184ABELL+15VR50.5KR90.5K+15VR101KLAMP63）工作原理Rt为热敏电阻，初始Rt=R1=R2=R3=10k，电桥平衡，即25℃时。R5、R6、R9、R10、为分压电阻。可通过Rp设置报警温度。当温度升高，Rt电阻阻值减小，从而电桥输出量随之变化，[U0=(Ui/4)*(△Rt/R1)，Ui=[15/(R5+R6)]*R6].输出量送入比较放大器进行比较，当其值小于比较放大器R8上电压时，比较放大器输出截止，报警回路由短路状态变为导通，灯和铃导通，报警成功。4）报警温度的设置与计算Rt为负温度系数热敏电阻，阻值变化如下：温度°C电阻值KΩ温度°C电阻值KΩ-50329.22510-30111.3308.313-1042.45504.61027.28801.6691017.961000.9735将要设定的报警温度对应的阻值带入公式中U0=(Ui/4)*(△Rt/R1)，（R1阻值已知，Ui=[15/(R5+R6)]*R6），求出电桥输出电压U0,然后改变滑动变阻器电阻阻值，使R8的电压等于U0，（UR8=15/RP2+R8），即比较放大器的比较电压，当温度高于设置温度，U0小于UR8，比较放大器输出低电平，VD截至，报警电路报警。5）误差分析热敏电阻会有一定的时间延时，从而间接的影响了整个报警系统的灵敏和准确性能。6）技术展望本报警系统只适用于温度由低升高到某一温度上限的报警，随着更多的需求，如某一温度之间的报警需要，可进一步的改进成上、下限温度报警系统，同时改进灵敏程度，并进一步的减少误差量等等。四、设计总结、心得通过这次课程设计，我的收获很大。同时也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决，更重要的是让我懂得了如何把自己平时所学的东西应用到实7际中，理论联系实际，运用和巩固所学习的知识，同时有也培养独立思考、分析和解决实际问题的能力。五、参考书目[1]李英顺.现代传感检测技术.北京:中国水利水电出版社,2009.[2]曾芳.电力电子技术.西安电子科技大学出版社,2004.[3]沈聿农.传感器及应用技术.北京:化学工业出版社,2003.[4]张洪润.传感器原理及技术.北京:清华大学出版社,2008.[5]郁有文.传感器原理及工程应用.西安电子科技大学出版社,20078