[重点]模拟简易火灾报警器的电路设计与制作

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1、模拟简易火灾报警器的电路设计与制作实验背景人们口常生活中离不开火，火灾很容易发生。即使并不是直接使用火，我们使用各种电了产品和机械装置，也很容易失火，而对付火灾最好的方法就是预防。当火灾及即将发生或刚发生时，如果能够产生报警吋人们注意到，便能够有效地避免火灾带来的重大损失，具有重要意义。我们科大就拥有国内最先进的活在监控及预防的国家级实验室。实验原理火灾发生时，必然会伴随着烟雾、高温和火光的产生，探测器对此十分敏感。当有烟雾、高温、火光产生的时候，它就改变平时的正常状态，引起电流、电压或机械部分发生变化或位移，再通过放人、传输等

2、过程，发出报警声，有的还能同吋发出灯光信号，并显示发牛火灾的部位和地点。火灾探测器主要分为感烟、感温、光辐射三大类。鉴于实验器材与实际操作的限制，我们选择以热敏电阻为感应器的感温型探测器。实验设计实验设计电路如图⑴所示：图⑴图下部为报警信号电路，上部为热敏感应电路。闭合开关S后，正常状态下无反应。当有火灾发牛时,热敏电阻感应高温后温度上升，电阻急剧下降，电路电流通过三极管放人作用急速上升，当电流达到反应临界强度范围内时，继电器闭合，报警信号电路接通，警铃响起，警示灯明亮指示火灾位置。注意：为使感应电路具有较鬲灵做度与对靠性，必须

3、使感应电路电流在一定温度范围內有较大的电流变化，可根据具体情况拓展热敏电阻部分，如串并联可变电阻或热敏电阻等。实验器材可变30V.K流电源两台，热敏温度传感器一台，NTC热敏电阻一支，连接线若干，伏特表、毫安表、变阻器、发光二极管、蜂鸣器、继电器各一个。具屮继电器、发光二极管和蜂鸣器具体性能待测。实验过程1.热敏电阻的温阻Illi线测定热敏电阻的温阻特性曲线是决定电路结构的重要根据之一。使用温度传感器测量35至70摄氏度范围内的对应阻值，每隔5摄氏度记录一次。测定电路如图（1）所示，即使用温度传感器自带的1mA恒流电源，测定电路

4、如图（2）所示：图（2）测定所得数据列表如K：T/°CU/VR/Q350.623623400.501501450.410410500.355355550.311311600.267267650.226226700.193193表（1）其中R=U/I,为计算所得;绘得T・R曲线如图（3）所示700「■600-■500-■■ZN一-300-200-ParameterValueErrorA1641.75121.02977B1-385166747643B20.256670.04517■R-Square(COD)SDNP099279146

5、36718<0.0001热敏电阻与温度特性曲纟戈[2010/8/31227"/Graph1・(2455411)]PolynoniiaiRegressionforDatalB:Y»A♦Brx♦B29X^230354045505560657075温度T/-C图（3）1.继电器、发光二极管和蜂鸣器具体性能测定由于实验室未配置实验可用的继电器、发光二极管和蜂鸣器，须购买并测定相应器件。经过一系列试测实验z后，终r对该型号继电器的工作原理及其使用方法有所了解。所用应用型继电器如图（4）所示，其屮①-⑤为五个接线柱：图(4)其中①，③为感应

6、电路接线柱，②④⑤为报警信号电路接线柱；④为NC(NOTCLOSE)接线柱，⑤为NO(NOTOPEN)接线柱。若②，④组合接入报警信号电路，则初始时继电器为闭合状态，达到临界电压时继电器断开，为“闭合一打开”模式；若②,⑤组合接入报警信号电路，则初始时继电器为断开状态，达到临界电压时继电器闭合，为“打开一闭合”模式。前者适用于保险电路，本实验中选择后者。其标示临界工作电压为6V,实测为4V。与热敏电阻串联，考虑分压吋可视为纯电阻，为保障其在实测数据如表(2)所示U/VI/AR/Q2.990.029103.16.030.05710

7、5.8&990.083108.312.040.107112.515.020.128117.3表(2)其中R二U/T,为计算所得，U=4.05V时继电器开关闭合。绘得伏安曲线如图(6)所示电磁继电器伏安出线0.14-■0.12-■0.10-■0.08-AB00064000260.008272.61052E-4RSDNPLinearRegressionforData3_B:Y=A♦B•XParameterValueError0998510002485<0.00010.06-0.04J0.0210121416电压U/V图（6）分析可知

8、，在3〜6V时继电器电阻变化极小（仅2.6%）,U-I曲线近似为直线，可以认为在U二4V的工作电压范围内阻值不变，可视为纯电阻。发光二极管工作电压为0~2V,亮度在该范围内与电压正相关；蜂鸣器为0~5V,响度在该范围内与电压正相关。山于发光二极管对电压极为灵敏，