模电课程设计火灾报警器

1石家庄铁道大学电气与电子工程学院模拟电子技术课程设计题目火灾报警器班级姓名学号专业电气工程及自动化日期2016.01.012题目：火灾报警器摘要：生活中难免遇到火灾的发生，为了在火灾来临之前防患于未然，因此一个火灾报警器是十分必要的，因而我模拟设计了火灾报警电路。它包括了温度传感器、放大器、电阻、模拟电路实验箱、发光二极管、蜂鸣器等等。其中温度传感器是个热敏电阻，它通过感知温度的变化来改变电路中电流的大小，并影响电路中二极管和蜂鸣器中所通过的电流，使其产生变化。而后通过Multisim10.0软件仿真的实现来使二极管发光以及使蜂鸣器报警，从而来实现预防火灾及减小火灾危害的作用。3目录1.摘要：....................................................................22.原理框图：................................................................43.火灾报警电路总体说明：....................................................44.火灾报警电路原理分析：...................................................4（1）温度传感器：...........................................................4（2）比例运算电路：........................................................5（3）单限电压比较器：......................................................5（4）声光电报警电路：.......................................................55.主要元器件选择及参数计算：...............................................66.电路仿真：...............................................................67.组装调试过程：...........................................................78.结果分析：...............................................................79.课程设计评分标准：.......................................................810.附件：..................................................................84一、原理框图二、火灾报警电路总体说明1.温度控制电路有热敏电阻的水温度的的变化电阻减小而控制必列运算电路的输入电压。2.比例运算实现电压差。并用输出控制单限比较器。3.不同的电压使单限比较器输出不同的电平。使二极管和晶体管导通，控制报警电路。4.导通后二极管亮，蜂鸣器发声报警。三、火灾报警电路原理与分析火灾报警电路原理图1.温度传感器温度传感器是检测温度的器件，温度传感器一般分为接触式和非接触式两大类。所谓接触式就是传感器直接与被测物体接触进行温度测量，这是温度测量的基本形式。而非接触式是测量物体热辐射而发出的红外线从而测量物体的温度，可进行遥测，这是接触方式所做不到的。接触式温度传感器有热电偶、热敏电阻以及铂电阻等，利用其产生的热电动势或电阻随温度变化的特性来测量物体的温度。此次设计采用的是热敏电阻这一接触式温度传感器。52.比例运算电路若电路中有两个输入且参数对称如图，可以实现对差模信号的放大,电路中一级A1运放。输出电压U=R2/R1·（U1-U2）3.单限电压比较器由于没有引入反馈，并且工作在开环状态，故构成单限电压比较器。当从差分放大电路出来的电压大于阈值电压的时候才会由电流从单限电压比较器中流过。输出的直流电压作用于输入端1，如果输出的电压大于单限电压比较器的阈值电压，则就可以通过单限电压比较器，然后作用在发光二极管LED灯和蜂鸣器上。但如果差分放大器输出的电压小于阈值电压，则电流不会通过单限电压比较器，此时二极管工作在低电平状态，就不会有任何警报。当U1UT,U2=UOH，输出高电平，使发光二极管和晶体管导通。当U1UT,U2=UOL，输出低电平，使发光二极管和晶体管截止。4.声光电报警电路当输入电压达到发光二极管LED灯和三极管正常工作电压时，二极管LED灯发光，蜂鸣器发声。6四、主要元器件选择及参数计算1.热敏电阻RT1=47Ω,RT2=10Ω,RP1=RP2=51Ω，所以，U1=VDD·RT1/（RP1+RT1）=2.88VU2=VDD·RT2/（RP2+RT2）=984mv同时选择R1=R1’=10KΩ，R2=R2’=20KΩ从而，通过第一级运放后的输出电压U=R2/R1·（U1-U2）=3.79V2.第二级运放有门限电压U-=VDD·R4/（R3+R4），可以选R3=3KΩ，R4=2KΩ，从而U-=2.4V3.稳压二极管选用±6.2V4.发光二极管U：1.3V—2.5V，I≦25mA5.要使三极管工作在放大区，则基极电流IB约为几毫安，则R6可选3KΩ6.通过蜂鸣器的电流Ic=βIB7.直流电源VCC=12V，VEE=-12V，VDD=6V五、电路仿真仿真结果图发光二极管两端电压蜂鸣器两端电压7六、组装调试过程在购买元件的过程中，我才发现这个行业真是“山外有山”，在学校所学的知识真是只是接触了一些皮毛。各式各样的元件，多种多样的型号。我第一次觉得电子产品数目的庞大，甚至萌生了以后去卖电子元件的想法......我在组装过程中遇到了非常多的问题。首先，因为仿真图中741的正输入端实在负输入端的上方，而实物里正输入端实在负输入端下方，为了焊接的方便，我在纸上按照实物的方向重新画了一遍，可是粗心的我忘了将第一级运放的正输入端接地，并且焊好后也没有检查出来，导致在通电后直接将741烧了。发现了该问题后，我重新检查并焊好了电路板。可是还是发现有一个电阻在冒烟，用万用表测其两段电压后发现显示为“1”，再仔细一检查才发现是虚接了。后来经过几次的调试，终于能成功报警了。其次，火灾报警器这个电路对初学者来说相对复杂，我在焊接时发现，直接用元件的引脚将其连接既方便省事，又简洁美观。而且，将等电位点焊在一起也会更加简便。七、结果分析此次火灾报警电路课程设计让我解和认识得到了多方面的锻炼。一方面我对模拟电子技术专业知识有了进一步的掌握并熟悉了更多电子仪器的使用方法，掌握电子电路的测试方法，了解常用电子器件的类型和特性，同时掌握如何合理选用电子器件的原则。应用知识更为得新应手，熟练自如。有了更多对模拟电子技术综合性训练的机会。也通过实用型模拟电子电路设计、安装、调试等各环节，培养了我运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。另一方面对于动手能力的培养和敏捷思维方式的形成起到很大的作用。设计一个电路首先要有合理的原理，再有合理的原理图，对于大型的电路还要注意分层分块的完成然后系统连接。在以后的工作中对于我们的实践训练这是很重要的。再一方面电子电路的安装与调试技能培养了我的创新能力和对治学要严谨的态度。8八、课程设计评分标准评定项目评分成绩1.设计正确，电路图清晰，规范。具有可行性、一定的创新性（20分）2.布线美观、焊接良好（10分）3.有实测数据，设计结果达到题目要求（40分）4.设计报告规范化，语言通顺，有原理分析、参数计算无误、仿真正确、实测数据和理论分析基本一致（30分）总分(100分)九、附录1.元件清单2.参考文献（1）《模拟电子技术基础简明教程》（第三版）（2）《模拟电子技术及应用》《简明火灾报警电路设计》电子元件个数（个）单价（元）集成运放74122±6.2V的稳压管21LED10.5蜂鸣器11三极管2N55511147Ω热敏电阻1210Ω热敏电阻11电阻若干1.5电路板13合计：169（3）