测控电路温度控制与报警系统方案

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1、......测控电路课程设计报告题目：温度控制及报警系统学院：机电工程学院班级：测控112班组员：日期：2014年6月29日学习好帮手......目录目录2一.实验目的3二.设计思路3三.电路绘制33.1.温度信号的采集和放大33.2.信号的过滤63.3.信号的控制63.4.蜂鸣器的驱动7四.电路的调试94.1.临界温度点以下94.2.临界温度点104.3.临界温度点以上104.4.占空比调节11五.总电路图12六.总结12学习好帮手......一.实验目的设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电

2、路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。电路设计要求：当温度在一定范围内时，蜂鸣器不响，当超过某一温度时，蜂鸣器进行报警即发出响声。二.设计思路大致思路：温度报警器是通过温度变化引起热敏电阻的电阻变化，从而引起电压变化，从而通过一系列的电路产生相应信号，输入555定时器产生高低电平，当温度超出临界时热敏电阻产生高电平使蜂鸣器发声进行报警，当温度低于临界时产生为零的低电平，不输出信号，蜂鸣器不报警。系统框图如下：蜂鸣器报警信号控制温度采集和放大三.电路绘制3.1.温度信号的采集和放大首先，通过温度传感器将温度模拟信号转化成一定的电信

3、号，由于这个信号是一个相对较小和变化相对缓慢的信号，此时就需要一个对该信号放大的电路，考虑到有一定的干扰信号，而又要避免对干扰信号的放大，所以我们将采取差分放大电路，通过理伦计算当温度100的时候，对应的电学习好帮手......信号最大，约等于0.15，所以我们的差分放大倍数在30-100内可调节。信号采集和放大处理好了，在信号的采集中会夹杂着一些干扰信号，所以这个时候要对这个信号进行过滤了，而我们需要的信号是一个变化很缓慢的信号，所以我们选择2阶低通滤波器，上限频率约为100HZ，根据fh=1/2piRC，于是我们取R=5.1k，C=0

4、.33uF.电路如图：图1温度采集电路学习好帮手......图2三运放高共模抑制比放大电路三运放高共模抑制比放大电路：电路中输入级由U1A,U6B两个同相输入运算放大器电路并联，再与U7C差分输入串联的三运放差动放大电路构成，其中U1A,U6B是增加电路的输入阻抗。电路优点：差模信号按差模增益放大，远高于共模成分（噪声）；决定增益的电阻（R6、Rp(R9)、R7）理论上对共模抑制比没有影响，因此电阻的误差不重要。三运放差分放大电路特点：1)高输入阻抗。2)高共模抑制比CMRR。3)低噪声、低漂移。电路对共模输入信号没有放大作用，共模电压增

5、益接近于零。这不仅与实际的共模输入有关，而且也与U1A,U6B的失调电压和漂移有关。如果U1A,U6B有相等的漂移速率，且向同一方向漂移，那么漂移就作为共模信号出现，没有被放大，还能被第二级抑制。这学习好帮手......样对于U1A,U6B的漂移要求就会降低。U1A,U6B前置放大级的差模增益要做得尽可能高，相比之下，第二级（U7C）的漂移和共模误差就可以忽略，对放大器的要求就可以大大降低。当R12=R18，R10=R13时，两级的总增益为两个差模增益的乘积，即：Avd=(1+（R6+R7）/R9))*(R6/R4)1.1.信号的过滤信号

6、采集和放大处理好了，我们知道任何一个信号的采集都会夹杂着一些干扰信号，所以这个时候要对这个信号进行过滤了，而我们需要的信号是一个变化很缓慢的信号，所以我们选择2阶低通滤波器，如图：图3二阶低通滤波器选用两个5.1kΩ、一个1kΩ电阻，两个0.33μF电容和一个LM324中的一个集成运放，组成一个二阶低通滤波电路。1.2.信号的控制如图所示我们用到的是最普通的比较器，通过设定相应的阈值（0-5.6V可调），然后与采集到的信号做比较，当大于设置的信号时输出低电平，当小于设置的信号输出高电平。其中跟随器是输出电压稳定，增加带负载的能力。图4信号

7、控制电路学习好帮手......1.1.蜂鸣器的驱动根据设计要求当超过一定的温度时蜂鸣器要以1HZ的频率响，因此我们选了一个周期为1秒的方波振荡器（由555定时器构成的多谐振荡器），根据公式我们选R3=1.39M，C=0.33uF.当温度超过设定的温度时，比较器输出低电平，有方波产生，蜂鸣器响，反之不响。图5电压比较器图6555定时器构成的占空比可调的多谐振荡器555定时器构成的多谐振荡器的工作原理：它由分压器、比较器、基本R--S触发器和放电三极管等部分组成。分压器由三个5KW的等值电阻串联而成。分压器为比较器1A、2A提供参考电压，比较

8、器1A的参考电压为2/3ccV，加在同相输入端，比较器2A的参考电压为1/3cc学习好帮手......V，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放1A、2A组成。高电平触发信号加在1A的