《火灾报警器》word版

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1、火灾报警器电路摘要现如今，火灾时有发生，给国家和人民带来巨大的经济损失，甚至会使人民家破人亡。因此，火灾报警器在现实生活中起到了至关重要的作用。为了了解火灾报警器的结构原理，也为了将所学理论知识运用于实践，锻炼一下自己的动手能力，我们选择了制作这个简易火灾报警器。本电路利用了热敏电阻遇热电阻减小的特性，用两个热敏电阻所受不同温度产生的压差来控制差分放大电路的输出电压，即单限比较器的输入电压，通过跟单限比较器的阀值电压相比较，当比阀值电压大时，单限比较器实现了电压跳变，从而使发光二极管和ＮＰＮ三极管导通，最终使得声

2、光报警器工作，蜂鸣器开始报警。一个简易的火灾报警器完成了。关键词火灾报警器　　　　热敏电阻　　　温度传感器　　　差分放大电路　　　单限比较器　　　声光报警电路71设计任务与要求1.1基本要求该设计中有热感电阻2个，对周围环境的温度很敏感。用两个热敏电阻所受不同温度产生的压差来控制差分放大电路的输出电压，当比阀值电压改变时，单限比较器[2]实现了电压跳变，从而使发光二极管和NPN三极管导通，最终使得声光报警器工作，蜂鸣器开始报警。1.2设计所用器材设计的火灾报警器所要用到的器材有数字万用表1台、热敏电阻2个、运算放

3、大器2个、蜂鸣器1个、NPN三极管1个、直流电源6台、稳压管1个、发光二极管1个、电阻若干。具体清单如下表1.2所示名称数量数字万用表1台热敏电阻2个运算放大器2个蜂鸣器1个NPN三极管1个直流电源6台稳压管1个发光二极管1个电阻若干表1.2设计所用器材清单72设计分析及原理2.1设计分析本电路利用了热敏电阻遇热电阻减小的特性，用两个热敏电阻所受不同温度产生的压差来控制差分放大电路的输出电压，即单限比较器的输入电压，通过跟单限比较器的阀值电压相比较，当比阀值电压大时，单限比较器实现了电压跳变，从而使发光二极管和N

4、PN三极管导通，最终使得声光报警器工作，蜂鸣器开始报警。2.2设计原理原理一：热敏电阻R＇与RP1分压，R＇＇与RP2分压分别得到UI1和UI2即：UI1＝VCC·R＇／（R＇＋RP1）　UI2＝VCC·R＇＇／（R＇＇＋RP2）常温下，R＇＇分压大于R＇分压，电路截止，发光二极管不发光，蜂鸣器不报警。当R＇＇接受高温时，R＇＇阻值逐渐减小，其上面的分压逐渐减小，当UI1＞UI2时，二者形成压差，第一级放大器电路导通，同时对信号进行放大，一级运放输出电压U1＝R2·（UI1－UI2）／R1。原理二：1.5V电压在

5、第二级运放的反向输入端有分压，即U-＝1.5·R4／（R3＋R4），形成单限比较器。如下图2.1所示：7图2.2单限比较器当U1＜U-时，稳压管反向导通，，电压为负，电路截止；当U1＞U-时，稳压管正向导通，发光二极管导通，开始发光，同时蜂鸣器开始报警。3设计电路图火灾报警器总体设计电路图[3]如下图3.1所示图3.1火灾报警器总体设计电路图74设计步骤一、选择适当的热敏电阻　R＇＝20Ω　　R＇＇＝30Ω　　RP1＝RP2＝51Ω　因此　　UI1＝VCC·R＇／（R＇＋RP1）＝1.69V　　　　UI2＝VCC

6、·R＇＇／（R＇＇＋RP2）＝2.22V同时，R1＝10K，R2＝20K，从而，通过一级运放后的输出电压U1＝R2·（UI1－UI2）／R1＝1.5V。二、第二级运放有门限电压　U-＝1.5·R4／（R3＋R4）可以选R3＝3KΩ，R4＝2KΩ，从而U-＝0.6V。当U1＇＞U-时，UOH=UZ。三、稳压二极管选用±6V，因此UOH=UZ＝6V，UOL=-6V。四、发光二极管UD=2.5V，ID≦20MA。由ID＝（UOH－UD）／R5，可以得出R5＝51Ω。五、三极管的基极电流IB＝（UOH－UBE）／R6，U

7、BD＝0.7V，IB约为几毫安，因此R6可以选3KΩ。六、蜂鸣器电流即集电极电流IC＝βIB。七、电源为直流电源，加在运放上的为12v，还有三个为6v，一个为1.5v，具体位置参看电路图。75电路框图火灾报警器的电路框图[2]如图5.1所示图5.1火灾报警器的电路框图6电路仿真图火灾报警器的电路仿真图[1]如图6.1所示图6.1火灾报警器的电路仿真图7电路说明一、热敏电阻随温度的升高电阻逐渐减小，通过两热敏电阻阻值变化引起的压差控制第一级运放的输入输出。7二、比例运放通过放大压差，并与第二级运放反向输入电压相比较

8、，形成单限比较器。三、通过第二级运放正向输入端电压的变化，使单限比较器输出不同的电平，来控制发光二极管和蜂鸣器的工作与否。从而就控制了报警电路的工作与否。四、电路导通后，发光二极管发光，蜂鸣器报警。8结论本电路利用了热敏电阻遇热电阻减小的特性，用两个热敏电阻所受不同温度产生的压差来控制差分放大电路的输出电压，即单限比较器的输入电压，通过跟单限比较器的阀值电压相比较，当比阀