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惠州学院电子科学系课程设计报告设计题目电冰箱冷藏室温控的设计学生学号070702121专业班级07级电子信息科学与技术学生姓名罗永强指导教师魏晓慧1课程设计任务书
1.1整体设计任务电冰箱冷藏室温度一般度保持在5℃以下,利用负温度系数热敏电阻制成电冰箱温度超标指示器,可在温度超过5℃时,提醒用户及时采取措施
1.2具体设计任务
1.熟悉负温度系数热敏电阻的工作原理
2.熟悉电压比较器的工作原理
3.设计温度__电路解决方案
4.完成课程设计报告
1.3具体设计要求
1.环境温度小于5℃,__电路不工作
2.环境温度大于或等于5℃,__电路控制LED亮,蜂鸣器响发出警报
3.__电路的__临界温度可调目录TOC\o1-3\h\z\u目录III摘要IVAbstractIV第一章课题背景
11.1引言
11.
1.1背景
11.
1.2设计目的与意义
11.2技术指标
11.3主要工作1第二章元件介绍
22.1电压比较器LM
35822.
22.
1.2LM358的特点
32.
1.3LM358参数功能特性
32.
1.4LM358内部功能框图
32.2热敏电阻
42.
2.1热敏电阻原理
42.
2.2热敏电阻的R-T特性4第三章方案论述
63.1设计简介
63.2总体思路
63.3电器图
1.1引言
1.
1.1背景温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制有十分重要的意义随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用日常生活中也可以见到,如电冰箱的自动制冷,空调器的自动控制等等利用热敏电阻器制作一个温度__器,可通过调节微调电位器的阻值,改变电压比较器正向输入端的参考电压,可以改变电路__时的温度
1.
1.2设计目的与意义本文通过采用热敏电阻作为敏感元件的温度__器的设计与制作,阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法这种温度__器结构简单,由温度控制部件和__器两部分组成,可操作性强,应用广泛工作时,温度测量范围为-30℃~110℃当温度达到预定值时,利用热敏电阻的特性,采集电压__,驱动__装置,立刻发出____,从而防止因温度升高而带来的不必要的损失
1.2技术指标1)输入电压范围为5-7V2)输入参考电压为0-
4.6V3输出电压为
2.2V4)温度测量范围为-30℃~110℃
1.3主要工作1)根据指标设计温度控制__电路2)完成设计的焊接以及调试工作第二章元件介绍
2.1电压比较器LM
3582.
1.1电压比较器的工作原理简单地说,电压比较器是对两个模拟电压比较其大小也有两个数字电压比较的,这里不介绍,并判断出其中哪一个电压高,如图1所示图1a是比较器,它有两个输入端同相输入端“+”端及反相输入端“-”端,有一个输出端Vout输出电平__另外有电源V+及地这是个单电源比较器,同相端输入电压VA,反相端输入VBVA和VB的变化如图1b所示在时间0~t1时,VAVB;在t1~t2时,VBVA;在t2~t3时,VAVB在这种情况下,Vout的输出如图1c所示VAVB时,Vout输出高电平饱和输出;VBVA时,Vout输出低电平根据输出电平的高低便可知道哪个电压大
2.
1.2LM358的特点LM358内部包括有两个__的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式
2.
1.3LM358参数功能特性 内部频率补偿 ·直流电压增益高约100dB ·单位增益频带宽约1MHz ·电源电压范围宽单电源3—30V; 双电源±
1.5一±15V ·低功耗电流,适合于电池供电
2.
1.4LM358内部功能框图图1内部功能框图
2.2热敏电阻
2.
2.1热敏电阻原理NTC是NegativeTemperatureCoefficient的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~_____00欧姆,温度系数-2%~-
6.5%NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流、测温、控温、温度补偿等方面
2.
2.2热敏电阻的R-T特性NTC热敏电阻的温度特性可用下式近似表示式中RT温度T时零功率电阻值A与热敏电阻器材料物理特性及几何尺寸有关的系数 B B值T温度(k)更精确的表达式为式中RT热敏电阻器在温度T时的零功率电阻值 T为绝对温度值,K; A、B、C、D为特定的常数NTC负温度系数热敏电阻R-T特性 B值相同,阻值不同的R-T特性曲线示意图相同阻值,不同B值的NTC热敏电阻R-T特性曲线示意图第三章方案论述
3.1设计简介本设计能根据周围的温度变化发出警报提醒用户采取措施,它具有以下的优点
①可通过调节电位器电阻值来改变输入参考电位,即改变__时的温度
②本设计简单易用,在日常生活中能广泛运用
3.2总体思路本设计以LM358电压比较器和热敏电阻为核心,当环境温度升高时,热敏电阻减小,即反相输入电压减小,使得反相输入电压小于正向输入的参考电压,从而使LM358输出端输出正向参考电压,令LED亮蜂鸣器响起__,提醒用户及时采取措施
3.3电路图
3.4说明电路图中,电源电压为4节5号电池组成,即输入电压为6VR
1、R
4、R5为普通电阻器,阻值分别为
4.7K、12K、10K,R2为负温度系数热敏电阻,在温度为25℃时阻值为10K,在5℃时约为22K(因proteus仿真库没有热敏电阻元件,所以用22K普通电阻代替表示)调节变阻器,使其阻值固定在26K当温度小于5℃时,R2的阻值大于22K,电压比较器的反相输入端电位高于同相输入端电位,输出低电平,LED不亮;当温度大于5℃时,R2的阻值小于22K,电压比较器的反相输入端电位高于同相输入端,输出高电平,LED亮,蜂鸣器响起从而实现超过5℃时的__功能这样一个温控系统,还可以通过调节其中的变阻器来实现对不同温度的__结束语这次课程设计使我有了一次通过理论__实际,来解决实际问题的经历,它培养了自己分析问题,解决问题的能力,以及上网检索信息的能力其实学到的知识其实是次要的,重要的是我们探索知识的过程,这个过程便是一个人自主学习能力的体现,它将影响着我今后的发展这次的课程设计也激发了我对电子设计的兴趣曾经我对我们信息工程专业是一片迷茫,但是通过这次课程设计,通过亲自制作电子小作品以及写总结报告时在网上看到的各种各样有关电子方面的小文章,我似乎隐约了解了一些电子专业的未来的发展方向这种感悟,这种兴趣的来源只靠平时上课老师的说教是肯定不可能领悟到的致谢非常感谢魏晓慧老师在电路设计阶段给自己的指导,她教会了我专业知识,教会了我如何学习,教会了我如何做人正是由于她的无私帮助,我才能在各方面取得显著的进步非常感谢实验室的闵国新老师,感谢他在实验元器件等方面给我提供的良好的制作环境非常感谢各位同学的支持与关心,特别是叶伟雄和丘志田同学,感谢他们在proteus仿真和撰写论文给我的支持,在此向他们表示我由衷的谢意非常感谢我的组员林文龙同学,感谢他在整个课程设计过程中,给予我支持在遇到困难时,给予我鼓励____
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2009.附录1总电路原理图附录2元器件清单CommentDesignatorQuantityValueLM358U113V-30VLED0D112V-
3.6VRes2R1R4R5R
244.7K10K12K热敏电阻ResTapRV1150KBUZZERBUZ112V-5V学生姓名罗永强学生学号070702121班级07级电子信息科学与技术成绩《半导体传感器》课程设计评审标准序号评审项目指标满分1选题选题达到本课程设计教学基本要求,难易程度,工作量大小合适202综述材料调查论证根据课题任务,能__查阅文献资料和从事有关调研有综合归纳、利用各种信息的能力开题论证较充分153设计、推导计算、论证方案设计合理,具有可操作性;推导正确,计算准确,结构合理、工艺可行;电路图绘制与技术要求符合要求454论文质量论点明确,论据充分、结论正确;条理清楚、文理通顺,用语符合技术规范,图表清楚、书写格式规范20附加创新对前人工作有改进、突破,或有独特见解;有一定应用价值10由于这个负温度系数热敏电阻是电子跑去电子城去买的,老板翻了很久翻出来,他自己都不知道型号,现在因为要上传,为了大家方便,特意去淘宝搜,然后对__,应该是(NTC热敏电阻MFB3435=10K)。