温度报警器的设计方案比较--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

温度报警器的设计方案比较

发表时间：2021/4/12 来源：《文化研究》2021年4月下作者：刘元斌、彭俊文、刘沈航、秦森

[导读] 电子技术综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程。它包括选择课程、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。

四川成都西华大学电气与电子信息学院刘元斌、彭俊文、刘沈航、秦森 610039

摘要：电子技术综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程。它包括选择课程、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。它的开展是为了提高和增强我们学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。这对于提高我们学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。
关键词：放大电路，窗口比较器，温度，判定。
        引言：
        温度报警器是利用温度传感器对外界的温度进行实时检测的仪器。当温度超过或者低于用户所设定的一个临界值时，向外界发出警报。温度报警器可以外接很多的报警设备，比如直接用声音设备，提示灯，或者连接网络，向用户发送报警信息或者实时温度信息。温度是一个十分重要的物理量。所以在日常生活中，对于温度的测量与控制也是十分的重要。而此次我们设计的就是温度测量显示电路。利用热敏电阻器和其他允许的器件完成一个温度显示电路，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小。用所学的理论知识结合相关经验，构成一个有效、可行、适用的、简单的电子系统，来达到一个或多个实际需求的一种有目的的活动。本次试验是综合运用理论知识，把一些单元电路有机的组合起来，组成小的系统，使我们建立系统的概念；并使我们巩固和加强已学理论知识。并掌握一般电子电路和设计的基本步骤。
        此次实验要我们达到以下要求，第一：掌握常用元器件的检测、识别方法及常用电子仪器的正确使用方法。第二：掌握电路板的安装、布线、焊接等基本技能。第三：培养一定的独立思考能力、解决问题的能力。
        一、设计背景
        20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高。适当的温度和光照可以触发人的警觉水平，高温强光则使人烦躁易怒。温度越高，对人情绪的影响也会越大。温度对人们的日常生活有很大的影响，不能正确评定温度数值会对人们造成很大不便。
        二、设计目标
        当温度在10℃至30℃范围内（允许误差±1℃）时报警器不发声响，当温度超过这个范围时，报警器发出声响，并根据不同音调区分温度的高低，即：（1）当温度高与30℃时，报警器发出两种频率交换的“嘀-嘟”声响。（2）当温度低于10℃时，报警器发出单频率声响。以0℃为0mv，温度每上升1℃，电压递增2mv;
        三、总体方案设计
        经以上分析，可以得到下面的总设计流程图，如图1所示：

        四、方案比较
        通过查阅大量相关技术资料，并结合实际所学知识，主要提出了两种技术方案来实现系统功能。下面将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述最终选择方案的原因。
       （一）方案一
        方案一原理框图如图2所示。

               （二）方案二
        由设计任务与要求，所设计的温度报警器应该可以对温度变化进行比较，当温度在10℃～30℃范围内不报警，在此范围外报警。
        有实验要求，温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0℃为Omv，温度每上升1℃递增2mv，在实验过程中，20mv～60mv这个范围几乎无法用手去调节，因此直流信号源必须要经过一级放大电路才可以为下一级报警电路提供驱动，为了区分，直流信号源的不同，报警电路必须有两种报警电路，当低于20mv时发出单频的报警信号，当高于60mv时发出双频的报警信号。
        综上所述，总体电路应分为四大部分：电源电路，放大电路，比较电路和报警电路。

        其中报警电路分为单频报警电路和双频报警电路。
        五、方案论证
        方案一:
        优点：电路图简单，理论上可以实现报警功能。
        缺点：比较电路需从直流电源直接取样，所取电压的范围大小不满足对温度变化所对应的电压变化范围。
        结论：不可行
        方案二：
        优点：通过放大电路的作用，能把对应的小电压放大到需要的电压范围，可行性强。
        缺点：相对于方案一电路较复杂
        六、方案选择
        从以上两种方案论证中，很容易看出，应采用方案二，该方案能把对应的小电压放大到需要的电压范围，可行性强。
参考文献
[1]刘润华,刘立山.模拟电子技术[J].山东:石油大学出版社,2003.
[2]彭介华.电子技术课?程设计指导[J].北京:高等教育出版社,1997.
[3]陈诺.智能温度报警器设计[J].数码设计（上）,2020,9(4):29.
[4]康华光.电子技术基础（数字部分）[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006
[5]康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006
作者简介：
刘元斌（2000－），男，汉族，四川省绵阳市，本科，研究方向：电气工程及其自动化
彭俊文（1997—），男，汉，四川省绵阳市，本科，研究方向：自动化
刘沈航（2000-），男，汉，四川省成都市，本科，研究方向：自动化
秦森（1999—）男?，汉，四川省广元市，本科，研究方向：自动化