溫度報(bào)警器電路板設(shè)計(jì)

王麗博　王慶平

摘 要：設(shè)計(jì)制作了一個(gè)以熱敏電阻為檢測(cè)元件的溫度報(bào)警器，通過熱敏電阻感應(yīng)被測(cè)溫度，當(dāng)被測(cè)溫度超過預(yù)設(shè)溫度時(shí)，蜂鳴器報(bào)警 ，指示燈熄滅。電路板配有可調(diào)電位器，可調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)溫度值。該設(shè)計(jì)可應(yīng)用于日常生產(chǎn)和生活中應(yīng)用，也可做為課堂教具使用。

關(guān)鍵詞：溫度報(bào)警器;電路板;設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.11.006

0 引言

當(dāng)今，溫度信息的獲取與人類生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。本設(shè)計(jì)提出了一種基于負(fù)溫度系數(shù)（Negative Temperature Coefficient，NTC）熱敏電阻檢測(cè)溫度的思路，熱敏電阻具有輸出信號(hào)大，靈敏度高、穩(wěn)定性好、體積小、電阻值大等特點(diǎn)。電路配有電位器可調(diào)節(jié)測(cè)溫預(yù)設(shè)值。整個(gè)測(cè)溫電路板具有體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、功耗小的特點(diǎn)。電路板輸入電壓為5 V直流電。

1 系統(tǒng)原理與組成

本系統(tǒng)由熱敏電阻、蜂鳴器、UA741運(yùn)算放大器、NE555集成塊和直流電橋構(gòu)成。熱敏電阻實(shí)時(shí)檢測(cè)被測(cè)體的溫度，并將溫度物理信號(hào)通過測(cè)量電橋轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，轉(zhuǎn)換的電信號(hào)值與預(yù)設(shè)值相比較，控制蜂鳴器通斷，以達(dá)到測(cè)溫報(bào)警的目的。測(cè)溫報(bào)警系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 溫度報(bào)警系統(tǒng)電路圖

2.1 系統(tǒng)電路原理圖

如圖2所示，電路中RP1、R1、R2、R3、RT構(gòu)成測(cè)溫電橋。當(dāng)溫度在預(yù)置溫度以下時(shí)，UA741的2腳電位高于3腳，741的6腳輸出低電平，LED燈亮，蜂鳴器不響，即不報(bào)警。當(dāng)溫度升高時(shí)RT的阻值下降，741的2腳電壓隨著下降，當(dāng)2腳電壓低于3腳電壓時(shí)，6腳就輸出高電平，開始報(bào)警，LED隨之熄滅。

RP1為電位器，可通過調(diào)節(jié)阻值實(shí)現(xiàn)測(cè)溫報(bào)警值（測(cè)溫靈敏度），實(shí)現(xiàn)了測(cè)溫報(bào)警器的使用范圍要求。蜂鳴器供電方式采用直流電壓，使用范圍廣。該報(bào)警器，一旦調(diào)節(jié)好預(yù)設(shè)值，熱敏電阻實(shí)時(shí)感知被測(cè)體溫度，當(dāng)被測(cè)溫度超過預(yù)設(shè)值時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)報(bào)警功能。

3.2 報(bào)警器元器件

根據(jù)系統(tǒng)原理及功能要求，有針對(duì)性的進(jìn)行了報(bào)警器元器件的選擇，具體元器件明細(xì)如下表所示，電路板成品如圖3所示。

3 溫度檢測(cè)報(bào)警器應(yīng)用

3.1 《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》課程教具應(yīng)用

《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》主要介紹日常生活、生產(chǎn)中常見的傳感器，該課程在教學(xué)實(shí)施過程中，具有概念難理解、原理抽象的特點(diǎn)，如果開發(fā)相關(guān)模塊教具可提高教學(xué)效果，學(xué)生可以通過形象直觀的實(shí)物教具增強(qiáng)知識(shí)理解力。在“傳感器的應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要相應(yīng)的教具來降低教學(xué)難度、提高課堂效率、拓展學(xué)生思維，并幫助學(xué)生理解傳感器工作原理。該應(yīng)用從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，以熱敏電阻傳感器測(cè)溫為例，說明了“溫度檢測(cè)報(bào)警器教板”的應(yīng)用價(jià)值。

3.2 目標(biāo)體溫度監(jiān)測(cè)

該設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)報(bào)警器可對(duì)某一目標(biāo)體進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)控制，首先調(diào)節(jié)電位器調(diào)制好報(bào)警溫度，預(yù)設(shè)溫度值調(diào)整好固定電位器。將熱敏電阻接觸被測(cè)目標(biāo)體，當(dāng)目標(biāo)體溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，蜂鳴器滴滴報(bào)警，達(dá)到溫度監(jiān)測(cè)目的。

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