模电课程设计火灾报警器.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 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 2016.01.01 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。 目录 摘要：2 2.原理框图：4 3.火灾报警电路总体说明：4 火灾报警电路原理分析：4 （1）温度传感器：4 比例运算电路：5 单限电压比较器：5 （4）声光电报警电路：5 主要元器件选择及参数计算：6 电路仿真：6 组装调试过程：7 结果分析：7 9.课程设计评分标准：8 10.附件：8 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 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。 2.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。 四、主要元器件选择及参数计算 热敏电阻RT1=47Ω,RT2=10Ω,RP1=RP2=51Ω， 所以，U1=VDD·RT1/（RP1+RT1）=2.88V U2=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）=3.79V 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-=2.4V 稳压二极管选用±6.2V 发光二极管U：1.3V—2.5V，I≦25mA 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3KΩ 通过蜂鸣器的电流Ic=βIB 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 发光二极管两端电压 蜂鸣器两端电压 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