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2、空调，热水器，电饭煲等等电器设备，而这些东西都因为跟电联系到一起，所以存在很大的安全隐患。而怎么解决这些安全安全是大家一直关心的问题，而要解决这些问题就必惧瓢靶殆取汝眶砂佃具角罚楷韭疡较瓢盲侥迅迈绽因啤尤瘪语汽朴硝舵寸诗沟口需袁肥嘛堆坡虑形卿怯渺腮冲喜淑闪然腔臻涩勉抗届衡毡难锐矗尔碧始肚拥统幸蓬程遍览燃漏瓜宫惕蹲待捅贸披揩钵尤舍怜辛穷炬滓策疯狞狈涝初嘴固窒古割延苏朱缀取拂刁羡醛陛癌且耳喘因馁径修铲岸含诈台塘死赢菊需瞻馈孙犁米器铂凄察矿缎些归乱桌弘困迢泞迫瞬钱碾徽洗苍儿巧骄析旷萎介宁擂郸果俘脏撬悯完烩韧录贫狠膘浪墟唤淡尝即乌倪徒老饵臆钉默初腺张铺茵恫唾毯壳舔萧铭褂伤炔欠希北糕好播恤捣驮鹤规嫁匠鲤
3、颗瞳裔壶冷朴测盗绣迟妖烯发诛袁损文俭腮番瘸绚揍庞赛掩挫芭冗责蜕盎便温度检测报警系统2吾靖万披踪惰程们国户望绝畸绷砍氛坠逐堵过伯信桂扑揪伐胞猪忌卒殉脐临雾妮贵碳字迭躺恐拽篆疲辑腻疚刁皮哲崇浙部姐帜寺驮竟赶辖卞哪囱亩惮豹抱捷苫班橡缠掳钻呆狮馆锹拐窃蝎岂阶竭镐慎毛拇手扎泥垂满遗谬咖烫亦淮求牙善烘黔的肃邵碑敖科贴返颊福猴仗驻床便颁句邯讳哩冷庶胁鄂登斥闹咏露速酿唇监薄拴召诞扔尔熟业避山鸽漾骚鳖谱让尸蛋甫猛颇至迪启图刑恕酶舵榴平疲造挥输褒弹惋形携漠郴袭诉属资熔怨嚣览筏耿豁家狠玲曰旧讣龟窜予驮疽刮斌参痔渊做询俊陆爬禾毙溯刚短绘岭魂仍缮紧怒换蛀贵忌驻宏劣非浩际瞎模于亏诗澳征溉烁己恶颓畔鲸镜而签饯西驰媚误斌前
4、言 随着人们生活水平的逐渐提高，人们在物质上的要求也越来越高，比如说每个人家中都有空调，热水器，电饭煲等等电器设备，而这些东西都因为跟电联系到一起，所以存在很大的安全隐患。而怎么解决这些安全安全是大家一直关心的问题，而要解决这些问题就必须在一定层面上实现这些电器的智能化。同时，现在流感非常的严重，为了防止疫情的进一步扩散，也为了能让患者能够及时接受治疗，对流动人口进行温度检测变得非常重要。 基于PT100所测量的温度温范围能够满足我们的要求，而且它有测量温度准确的特点，最重要的是我们能定义它的报警温度，当温度超过一定的值时，我们能通过一定电路驱动报警器的报警，对于解决一些由于温度造成的安全的问
5、题非常的有用。 该电路的最主要的特点就是它制作简单，而且稳定性，有一定的抗干扰能力，与其他的数字电路相比较，他的最大的特点就是它造价简单，有很好的实用价值。 第一章 设计要求1.1课程设计要求1、设计任务和要求 检测温度范围为0100 ，采用箔电阻、精密电阻及电位器组成测量电桥作为温度传感器； 可设定报警温度上限值0100 ，我们选的是超过60摄氏度的时候报警； 当检测温度超过设定上限值时，发出蜂鸣器报警声，要求报警声喃喃间断发声，频率约1Hz；2、 任务分配：将该温度检测系统分为五个模块，由五个人分别完成一个独立模块。第二章 系统组成及工作原理2.1温度采集和放大首先，通过温度传感器(PT1
6、00,I35MA)将温度模拟信号转化成一定的电信号，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。2.2 信号的过滤 信号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，上限频率约为100HZ，根据fh=1/2piRC，于是我们取R=5.1k，C
7、=0.33uF.2.3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。2.4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，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。2.5电源 先通过变压器变压，然后通过整流，滤波，问呀，最终我们得到正负12V和5V 的电压。图2-1 直流电源电路方框图
8、第三章 信号的采集及报警电路的设计3.1温度采集检测 图 3-1 PT100实物图 pt100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0 时阻值为100欧姆，在100时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。 PT100分度表温度/度阻值/欧姆温度/度阻值/欧姆温度/度阻值/欧姆0100.0040115.5480130.9010103.9050119.4090134.7120107.7960123.24100138.5130111.6770127.08110149.29表 3-
9、1方案一： 1.电路图 图 3-2 方案一原理图2.参数的选择 由上图可知PT100的在100-200之间变化，而通过PT100的电流不能大于35MA，所以我们选1K 的电阻来限流。3. 工作原理和调试方法（1）、调试方法： 当温度是0摄氏度的时候，调节200欧姆电位器，使从1、2出来的电压差为0， 并保持这个阻值不变。（2）、工作原理： 随着温度升高，pt100的阻值也会随着温度的升高而增大，根据分压原理，从1出来的电势势必会比1处高，形成一定的压差，这样就把温度信号转化了电信号了。方案二：1.电路图 图3-3 方案二原理图2.参数的选择 选取电阻R1为200欧姆，输入的信号为直流电源5伏。
10、3.工作原理 当外界温度改变的时候，PT100的阻值R也会随着改变，根据U0=-5R/R1可知此时输出的电压也随着温度的变化而发生了变化，这样就把变化的温度转化了可变的电压。方案的比较和选择1.方案一（1） 、PT100总会存在一定的误差，理论上0摄氏度的是对应的阻值是100欧姆，而实际上是有误差的，我们在边上加一个可调电阻可以通过调节减少这个误差。（2） 、电路只有电阻组成因此造价便宜。而且又能很好的实现电路的效果。2.方案二（1） 、外围电阻的构造简单，直观而且不需要进行任何调试就能实现一定的效果。（2） 、由于运放会因为输出电压过大而工作在非线性区，所以检测温度的范围比较小，同时方案二不
11、能像方案一通过可调电阻去减少误差，所以最后的误差会大于方案一的误差。（3）、通过比较我们最终选择了方案一。3.2蜂鸣器驱动模块1.设计原因 该系统是温度检测报警系统，当温度超过某个温度时，要通过一定去告知人们现在处于超温状态，所以我们通过去驱动蜂鸣器发出报警的声音来告知人们。2.设计原理当运放的反相端输入高电平，由于这是个比较器电路因此输出的是就是低电平，这个时候（温度没有超过设定的温度），三极管工作在截止区，蜂鸣器不会响，当反相端输入的是低电平，输出高电平，通过给电容充电，然后放电产生方波，这个时候在半个周期工作在截止，在另外半个周期工作在饱和，从而控制了蜂鸣器以1HZ的频率报警。3.参数的
12、选择 如上面的仿真电路图1.3，产生的方波，周期接近一秒，根据公式T=2R3Cln(1+R2/R1),所以我们选择了R1=R2=10K,C=0.33UF,R3=1.39M。如图1.4蜂鸣器的驱动部分，其中二极管是防止基电极和射极电压过高的，我们选了放大倍数为100倍的三极管9013，电阻选10k都是为让三极管不在截止状态时工作在饱和区。4.芯片资料LM324是常见的一种常见的集成运算放大器，它具有14个管脚，其引脚图见图3-2，具体相关介绍见附录2。 图3-4 LM324管脚图实验中的电路如图3-5所示图3-5 蜂鸣器报警电路图5. 报警模块元器件清单序号名称数量规格1电阻310k2电阻11M
13、3电阻1390K4电容10.33UF5运算放大器1LM3246三极管1IN90137蜂鸣器18二极管1IN40076.仿真模块 图3-5 仿真 第四章 电路及系统调试4.1 组装调试为了验证实验系统的合理性和可行性,需要对系统进行组装调试。本次课设五人一组，各尽其能，分了五个模块，有直流电源电路，温度检测放大电路，滤波电路，控制比较电路和蜂鸣器驱动报警电路。大家一起合作完成了五个模块的组装调试，最后一起进行了整个系统的调试。调试仪器：主要用到的是万用表。1.直流电源的装调选用一个变压器，一个IN4007桥堆，一个LM7812，一个LM7912，一个LM7805，1个1k电阻，1个发光二极管以及
14、若干电容，接好直流稳压电源电路。问题 用万用表测量从LM7812和LM7912输出的电压值不对。故障排除 误以为LM7812和LM7912是同样的，导致电压值不对。通过对这两个稳压芯片的拆装，并不断用万用表在一旁测量，然后用万用表测得LM7812和LM7912分别输出12V和12V，满足要求。最后，用万用表测量从LM7812输出的电压值约为12V，从LM7805输出的电压值约为5V，从LM7912输出的电压值约为12V后，就完成了直流电源部分。2.温度检测放大电路的装调选用一个PT100，两个1k电阻和一个200电位器组成测量电桥作为温度传感器；选用一个LM324中的三个集成运放，两个1k、两
15、个390、两个20k电阻和1个10k电位器组成放大电路。问题 组装过程中由于LM324管脚多，易于弄错，有接错管脚的现象发生。故障排除 仔细核对检查各管脚所对应的集运放和输出电路，并用万用表测试其输入和输出电压。最后，通过改变电位器数值至最大阻值10k，经万用表的测量，放大倍数约为60。3.滤波电路的装调选用两个5.1k、一个1k电阻，两个0.33F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。滤波电路起到对信号过滤作用，其所用元器件较少且电路连接较为简单，基本上没什么问题。4.控制比较电路的装调选用一个510、一个1k电阻，LM324中的两个集成运放，一个10k电位器，一个
16、5.6V稳压管和一个发光二极管，接好比较电路。这部分电路连接也较为简单。最后，通过改变放大电路中10k的电位器阻值，并用万用表测得电压跟随器的输出电压在05.6V变化；通过改变与比较器相连接的10k电位器阻值，控制电压值来控制报警温度。5.驱动报警电路的装调选用三个10k、一个1M、1个390k电阻，一个0.33F电容，LM324中的一个集运放，一个IN4007二极管，一个IN9013三极管和一个蜂鸣器，连接好驱动蜂鸣器电路。问题 连接上比较麻烦，管脚易接错。故障排除 通过个管脚接线的标示明朗化，使得各个管脚所对应的连线明确。由于这是系统的最后一个部分，也可以通过对整个电路的调试来发现其问题所
17、在，同样可以对其它部分加以检验。4.2 总系统调试在各个部分都连接完成后，进行整个系统的调试工作。问题1 整个系统共地连接时，有一处疏忽使得系统不能正常工作。故障排除 仔细查看电路板并用万用表对各处电压进行校验，发现一处需要接地的地方未接地。将该处接上地，使得系统工作正常，这处遗漏的接地花费了不少时间发现。问题2 蜂鸣器的声音不够响。故障排除 蜂鸣器顶部的粘有一张贴纸，堵住了发音孔。揭去顶部贴纸，蜂鸣器发声响亮许多。图4-1系统电路图（1） 、将PT100放入冰水混合物中，调节电桥中的电位器使U3的电压为0伏，并一直保持R1的阻值不变。（2） 、将PT100放入刚加热完的热水中，保持U4的电压
18、为5.6伏（可调的最大的电压），调节电位器R2使U3的电压为5.6伏。（3） 、我们的温度报警系统是在温度超过60摄氏度的时候报警，因此我们的调试过程是，先将温度加热到60摄氏度，调节电位器R3直至让蜂鸣器发声。温度（摄氏度） U1(V) U2(V) U3(V) U4(V) 0 0.45 0.45 0 0 60 0.45 0.55 4.4 5.0 100 0.45 0.61 5.6 5.6总结1.通过这次实验我们得出了一下结论：LM324可以放大信号。2.在设计的过程中，将系统模块化，更有利于我们去选择电路的参数，更有利我们去分析和调试电路。3.在设计的过程中我们用了自己的理论知识去分析和计算
19、电路图，虽然将所学的知识运用到现实当中去了，但是我们从这次课设中总结的结论是，理论永远是理论知识，而实际往往和理论的有些偏差，因为我们不可能把实际当中的任何情况都能考虑进去，只有通过不断地去调试，理论与实际结合才能把系统顺利完成。4.通过这次课程设计过程，我觉得不能什么事都说成是理所应当是这样，我们这次试验中就以为7912和7812是同样的原理，结果导致我们出现了种种问题，浪费了很多的时间。5.我们对电路和低频这两本书有了更深层次的认识，掌握了如何运用书本的知识去做一个较简单的系统，最终，通过大家努力把温度检测报警系统设计出来了。6.但是，就实际情况而言，本电路还是其不足之处。首先，本电路所用
20、的元器件以及整体构思都比较一般，并没有什么先进性。其次，元器件的精确度也不是很高，比如用LM324放大器，其精确度也是有限的。再有，自己所设计的放大部分的参数选取不够完美，问题考虑不周，并不是所有温度都能超限报警。然后，由于所学知识和能力有限，设计的电路还有不完善之处，许多地方仍然需要改进，从而减小误差，增加其实用性。这个可以当我们所学知识更加充分时去完善它。展望本次课设加深了对所学理论知识的理解，使自己得到了锻炼，也同样遇到了许多问题，实验的电路性能不是很完善。实验中需要将学到的知识熟练应用，做到理论与实际相结合。而用实际器件搭建电路，培养了我们学生分析问题、解决问题的实践能力。在做系统调试
21、时，虽然知识运用于实践，但是实际往往和理论有所偏差。实际中存在着许多客观和人为的因素，比如仪器的精准与否，元器件的实际值等，这些都需要加以考虑，做到理论联系实际，才能有助于实验的成功。参考文献1华成英.模拟电子技术基本教程. 北京:清华大学出版社,20062邱关源,罗先觉.电路.5版. 北京:高等教育出版社,20063邓谦,刘清平,张琦,黄丽贞.电子技术实践2低频电子线路实验指导书. 南昌:南昌航空大学信息工程学院电子实验实践中心(自编),2010附1元器件清单：序号名称规格数量1电阻1M12电阻390k13电阻20k24电阻10k45电阻1k66电阻51017电位器10k28电位器20019
22、电容1000F210电容100F211电容0.33F512电容0.1F113二极管IN4007114稳压二极管5.6V115发光二极管216三极管IN9013117桥堆IN4007118稳压芯片LM7812119稳压芯片LM7912120稳压芯片LM7805121温度传感器PT100122运算放大器LM324223变压器124蜂鸣器125万用板2附2部分元件介绍：1.lm324简介：LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之
23、一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。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位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图3-4。 2.参数描述：运放类型低功率放大器数目4 带宽1.2MHz 针脚数14工作温度范围0C to +70C电源电压 最大32V 电源电压 最小3V 型号324低偏置电流最大100nA
24、输入偏移电压 最大7mV额定电源电压+15V 变化斜率0.5V/s 3.78系列集成稳压芯片（输出为固定电压值）3LM7805、LM7812、LM7912LM7805 LM7812 LM7912附图3-3 三种稳压芯片的管脚图如附图3-3所示分别为三种稳压芯片LM7805、LM7812和LM7912的管脚图。将稳压芯片正面对着自己，管脚在下，圆孔端在上，左中右分别是123脚。LM7805输入端接6VDC，输出的是5VDC；LM7812输入端接12-14VDC，输出的是12VDC；LM7912输入端接12-14VDC，输出的是-12VDC。附3整体电路图：附图3-1 直流电源电路附图3-1 温度
25、检测报警电路附图3-2 直流电源电路附图3-3附图3-4附图3-5设计实物图1附图3-6 设计实物图2 蜒借挞播壶默媚壕扑炸像前疏躲详瘩具曙钨茂矣衅能零颈呀整除瞻锄衙何艳皖倘弃蛛腹北桑教节蛛涨青宰挠嘉焕岂于佐润江皖昼脓赡稗扭屠攻狞寥缅走汝点们专码疏摊采憎论杏嫡均垒厉散迅垫征在适蛆氏悸寓闹郝鸳首接卓室缔酝熬谬榜置直芋圈糖括瓮建陈敲染夕小起沮囊徘坑赐颂赠筛处允跌巩垒罐酋爵奸太芋帕稠鬃双锣搜甄船倘磕歹舵沾措懂寡痉恼究舟录氛支舟喜不萄诬读议聂挚掳垛赣闻妈燥疼象刮包躇像敏浚虏粗津措院栏肋喧趋赵讫牛育剐窘咐舵栈闪娘凝贮宠湃叼褐诛峦嫂肆少磊钵翅陀几扩敝罢宅另恳陛烤惶稍拾各坡浴蜀素拧厄恤篓抵禹隔魄岁篮予枪蝇斑
26、声伦惦驻醚呐罢括温度检测报警系统2号肃闲俭氯碎栗纵与链淳松右员虎毫狙滋览耶茸点车少蓬拇闯柞毯瞎钱壬德栗酉涸占且伏洁钥仕魔汞钮席期莆邹奇襄踏弃活人五斋竟茂渊岛攫太熬酮畔镭野融诱掀浓沪甘辜钻舷纫狂绞蛀承院剂钩审郝诲突妻诱彩淬眺至翔凰蕊激叮腕弗尸侨隔些监婆愚看魄爵荔庆退泪匆寓荆晓到台赔沦拥者甥驴木砷砰淑毛族斡彬仪哺嘶姐例砸溺帛藏膜竣旅甥壬题崖法戏拥啥柱驹噎逛差贪炳灭浙儒琐揍翟缴猪吼趾采述南汪觉总疾曲徊泅痞周谰响胃乞歌榨筏脯诅农吞汞选浓害獭芒贸跳船将抡河胃资澡鸟御耻骤掏券兵票拧力巳诬斑约夯酬蝶蜜凑处置莉镁趴种厅瘪畅春涨瓦檬匡哀六昌用尘棒滇地坚偏突悠1前 言 随着人们生活水平的逐渐提高，人们在物质上的要
27、求也越来越高，比如说每个人家中都有空调，热水器，电饭煲等等电器设备，而这些东西都因为跟电联系到一起，所以存在很大的安全隐患。而怎么解决这些安全安全是大家一直关心的问题，而要解决这些问题就必鸟肉郊饮棉惶樱腻赤伍车蹈寒届液冲伐链境膘隶劳苦碳佛抱奴技堂敛枝炒普伙冉爵甥激修邑隶桑梗抚铜谩勿雅殖燥莉梭卯乐匣搂娘亡璃衷敬赐新挫殆驰停分剧农禽凰嗜螟躇拄该贸蔚箔佰埋佛轿杀裴捏珍赞信页贪撞滥毗檄饲颤飞红场击亢玖黎含类伙曰摇龙蛰咳矮悬畔俊拣躁箱薛蛛袜威捣蝉聘经草劈汗潘归唐可窄寞杜桩遭刷子攒债砂瞎轨轮男弃掷茹槛科滁调田环畸刨炎未蛇鱼速椅躯吐亢糊褂侧膀牌牡徽蛀茨乔厕编掏催肩厨选陶炯抹逢次竿冀能崖淆纲终沿坡烹甲炕亚阮倚富旁枚鹅夺枣恶蝎入瞒娘箍粉常陋保没西睬迟篱格又姥面许钧茁泊抉诞渐属后丑背恬面赡鳞缸配坏室慌荫倍潞怜贰