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时间:2020-07-06
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1、温度监测及报警电路(热敏电阻+LM324)姓名:_____孔亮______学号:____0928401116____一、元件介绍:1、热敏电阻MF53-1:表一:电阻——温度特性温度℃电阻值Ω温度℃电阻值Ω-551460×102252890-501089×102302397-458100×10351971-406060×10401643-354587×10451377-303530×10501160-252712×1055968.0-202098×1060823.0-151648×1065702.0-101290×1070602.0-51025×1075520
2、.00817080450.05662685390.010535990339.015433595296.0203506100258.02、LM324:LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,lm324原理图如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示
3、运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。lm324引脚图见图2。图一图二由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。3、LED——发光二极管LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。据分析,LED的特点非常明显,寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可超过150lm/W(2010年)。一般LED工作时,加10mA足以使之正常工作,
4、故电阻值为Vo/10mA,即为外加电阻的值,如+5V的电压下可以使用500欧姆的电阻。一、设计原理:检测电路采用热敏电阻RT(MF53-1)作为测温元件;采用LM324作比较电路;用发光二极管实现自动报警。报警分三级:温度>20OC,一个灯亮;温度>40OC,二个灯亮;温度>60OC,三个灯亮。一、Multisim仿真:仿真电路设计图说明:该仿真电路图以5kΩ的电位器模拟热敏电阻MF53—1在不同温度下的阻值,并利用分压电路将不同温度下热敏电阻下方的电位送入LM324与事先计算好的电位进行比较,当其电位大于事先计算好的电位时,运放输出高电平,点亮LED,达到报警的效果。分
5、压电阻阻值的计算:温度=20℃时,热敏电阻阻值为3.5千欧,此时R5与R6之间的电位为:1/(3.5+1)×9=2伏特温度=40℃时,热敏电阻阻值为1.64千欧,此时R5与R6之间的电位为:1/(1.64+1)×9=3.46伏特温度=60℃时,热敏电阻阻值为823欧,此时R5与R6之间的电位为:1000/(823+1000)×9=5伏特假定分压电路的电流为1毫安,则:R4=2伏特/1毫安=2千欧R4+R1=3.46伏特/1毫安=3.46千欧R4+R1+R2=5伏特/1毫安=5千欧R4+R1+R2+R3=9伏特/1毫安=9千欧故得到:R4=2千欧,R1=1.46千欧,R2=
6、1.54千欧,R3=4千欧仿真结果:温度>20℃场景模拟(一个灯亮)温度>40℃场景模拟(两个灯亮)温度>60℃场景模拟(三个灯亮)一、实际电路测量:电路现象:调节电位器,当刚刚一个灯亮时,此时测得R5与R5之间电位为1.94伏特;当刚刚两个灯亮时,此时测得R5与R5之间电位为3.42伏特;当刚刚三个灯亮时,此时测得R5与R5之间电位为4.99伏特。电路功能验证:一个灯亮时:R5与R5之间电位=1000/(1000+R6)=1.94÷9得到:R6=3639欧,查表得电位器此时模拟的温度约为20℃两个灯亮时:R5与R5之间电位=1000/(1000+R6)=3.42÷9得到
7、:R6=1631欧,查表得电位器此时模拟的温度约为40℃三个灯亮时:R5与R5之间电位=1000/(1000+R6)=4.99÷9得到:R6=803欧,查表得电位器此时模拟的温度约为60℃结论:该电路可以实现测温电路的功能。二、实验中遇到的问题:本人在实际实验中接入电源时,误将电源电流档调到0,结果将芯片烧毁,后经上网查询后发现,是因为电流源内部有电流监控装置,用来稳定电流,当输出电流小于预定值时,会主动提升某处的电压,直到输出电流等于预定电流为止。若电流源开路,意味者电流源内部会持续提高控制电压,导致电压端电压过高,烧毁芯片
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