溫度報警器
1.1 設計任務書
1.2 系統總體設計方案
圖1 .1溫度報警器原理圖
此電路由兩部分組成，第一部分是由電阻r3—r6所組成的參考電壓電路，其中r1為可變電阻，r2為溫度感測器。第二部分是由比較器構成的溫度範圍測量電路。第三部分是由三極體，發光二極體等組成的顯示電路。
參考電源產生的功能是產生兩個穩定的電壓，這兩個電壓代表溫度範圍的上限值和下限值。首先，兩個比較電壓分別輸入到兩個比較器中，正常狀態下測量電壓介於上限值與下限值之間，下限值比較器輸出高電平，綠色led燈點亮，當溫度過低時，兩比較器均輸出低電平，兩燈均熄滅，當溫度過高時，兩比較器均輸出高電平，此時紅燈也被點亮，發出警示紅光。
1.3 系統分析與設計
1.3.1 lm393比較器簡介
該電路的特點如下：比較器數為兩個，工作溫度範圍在0°c -- +70°c之間，工作電源電壓範圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源： 2～ 36v， 雙電源：
±1～±18v；消耗電流小，輸入失調電壓小，共模輸入電壓範圍寬，輸出與ttl，dtl，mos，cmos 相容。
lm393是高增益,寬頻帶器件，像大多數比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產生耦合，則很容易產生振盪。這種現象僅僅出現在當比較器改變狀態時，輸出電壓過渡的間隙，電源加旁路濾波並不能解決這個問題，標準pc板的設計對減小輸入—輸出寄生電容耦合是有助的。減小輸入電阻至小於10k將減小反饋訊號，而且增加甚至很小的正反饋量(滯回1.
0~10mv)能導致快速轉換,使得不可能產生由於寄生電容引起的振盪，除非利用滯後，否則直接插入ic(積體電路板integrated circuit，縮寫：ic) 並在引腳上加上電阻將引起輸入—輸出在很短的轉換週期內振盪，如果輸入訊號是脈衝波形，並且上公升和下降時間相當快，則滯回將不需要。
比較器的所有沒有用的引腳必須接地。lm393偏置網路確立了其靜態電流與電源電壓範圍 2.0~30v無關。通常電源不需要加旁路電容。
差分輸入電壓可以大於vcc並不損壞器件，保護部分必須能阻止輸入電壓向負端超過-0.3v。
lm393的輸出部分是集電極開路，發射極接地的npn輸出電晶體，可以用多集電極輸出提供或or ing功能。輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓範圍內的任何電源電壓上，不受 vcc端電壓值的限制。此輸出能作為乙個簡單的對地sps開路(當不用負載電阻沒被運用)，輸出部分的陷電流被可能得到的驅動和器件的β值所限制。
當達到極限電流(16ma)時，輸出電晶體將退出而且輸出電壓將很快上公升.輸出飽和電壓被輸出電晶體大約60ohm 的γsat限制。
當負載電流很小時,輸出電晶體的低失調電壓(約1.0mv)允許輸出箝位在零電平。
輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓範圍內的任何電源電壓上，不受 vcc端電壓值的限制.此輸出能作為乙個簡單的對地sps開路(當不用負載電阻沒被運用)，輸出部分的陷電流被可能得到的驅動和器件的β值所限制.當達到極限電流(16ma)時，輸出電晶體將退出而且輸出電壓將很快上公升。
輸出飽和電壓被輸出電晶體大約60ohm 的γsat限制。當負載電流很小時,輸出電晶體的低失調電壓(約1.0mv)允許輸出箝位在零電平。
1.3.2 熱敏電阻簡介
熱敏電阻是開發早、種類多、發展較成熟的敏感元器件．熱敏電阻由半導體陶瓷材料組成， 熱敏電阻是用半導體材料，大多為負溫度係數，即阻值隨溫度增加而降低。溫度變化會造成大的阻值改變，因此它是最靈敏的溫度感測器。但熱敏電阻的線性度極差，並且與生產工藝有很大關係。
製造商給不出標準化的熱敏電阻曲線。熱敏電阻體積非常小，對溫度變化的響應也快。但熱敏電阻需要使用電流源，小尺寸也使它對自熱誤差極為敏感。
熱敏電阻的主要特點是：
1.靈敏度較高，其電阻溫度係數要比金屬大10～100倍以上，能檢測出10-6℃的溫度變化；
2.工作溫度範圍寬，常溫器件適用於-55℃～315℃，高溫器件適用溫度高於315℃（目前最高可達到2000℃），低溫器件適用於-273℃～55℃；
3.體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內血管的溫度；
4.使用方便，電阻值可在0.1～100kω間任意選擇；
5.易加工成複雜的形狀，可大批量生產；
6.穩定性好、過載能力強。
熱敏電阻的引數：
1.標稱阻值rc：一般指環境溫度為25℃時熱敏電阻器的實際電阻值。
2.實際阻值rt：在一定的溫度條件下所測得的電阻值。
3.材料常數：它是乙個描述熱敏電阻材料物理特性的引數，也是熱靈敏度指標，b值越大，表示熱敏電阻器的靈敏度越高。
應注意的是，在實際工作時，b值並非乙個常數，而是隨溫度的公升高略有增加。
4.電阻溫度係數αt：它表示溫度變化1℃時的阻值變化率，單位為%/℃。
5.時間常數τ：熱敏電阻器是有熱慣性的，時間常數，就是乙個描述熱敏電阻器熱慣性的引數。
它的定義為，在無功耗的狀態下，當環境溫度由乙個特定溫度向另乙個特定溫度突然改變時，熱敏電阻體的溫度變化了兩個特定溫度之差的63.2%所需的時間。τ越小，表明熱敏電阻器的熱慣性越小。
6.額定功率pm：在規定的技術條件下，熱敏電阻器長期連續負載所允許的耗散功率。在實際使用時不得超過額定功率。若熱敏電阻器工作的環境溫度超過 25℃，則必須相應降低其負載。
7.額定工作電流im：熱敏電阻器在工作狀態下規定的名義電流值。
8.測量功率pc：在規定的環境溫度下，熱敏電阻體受測試電流加熱而引起的阻值變化不超過0.1%時所消耗的電功率。
9.最大電壓：對於ntc熱敏電阻器，是指在規定的環境溫度下，不使熱敏電阻器引起熱失控所允許連續施加的最大直流電壓；對於ptc熱敏電阻器，是指在規定的環境溫度和靜止空氣中，允許連續施加到熱敏電阻器上並保證熱敏電阻器正常工作在ptc特性部分的最大直流電壓。
10.最高工作溫度tmax：在規定的技術條件下，熱敏電阻器長期連續工作所允許的最高溫度。
11.開關溫度tb:ptc熱敏電阻器的電阻值開始發生躍增時的溫度。
12.耗散係數h：溫度增加1℃時，熱敏電阻器所耗散的功率，單位為mw/℃。
1.4 焊接與除錯
1.4.1 焊接
此次焊接使用的是萬用板，其優點是可以自行發揮、隨意設定導線的布局與元器件之間的距離。萬用板的焊接方法，一般是利用細導線進行飛線連線，飛線連線沒有太多的技巧，但應盡量做到水平和豎直走線，整潔清晰。現在有種方法叫錫接走線法，工藝不錯，效能也穩定，但比較浪費錫。
純粹的錫接走線難度較高，受到錫絲、個人焊接工藝等各方面的影響。如果先拉一根細銅絲，再隨著細銅絲進行拖焊，則簡單許多。萬用板的焊接方法是很靈活的，因人而異，找到適合自己的方法即可。
下面為焊接萬用板的一些技巧：
1. 初步確定電源、地線的布局
電源貫穿電路始終，合理的電源布局對簡化電路起著十分關鍵的作用。某些萬用板布置有貫穿整塊板子的銅箔，應將其用作電源線和地線;如果無此類銅箔，也需要對電源線、地線的布局有個初步的規劃。
2. 善於利用元器件的引腳
萬用板的焊接需要大量的跨接、跳線等，不要急於剪斷元器件多餘的引腳，有時候直接跨接到周圍待連線的元器件引腳上會事半功倍。另外，本著節約材料的目的，可以把剪斷的元器件引腳收集起來作為跳線用材料。
3. 善於設定跳線
特別要強調這一點，多設定跳線不僅可以簡化連線，而且要美觀得多。
5. 善於利用排針
排針有許多靈活的用法。比如兩塊板子相連，就可以用排針和排座。排針既起到了兩塊板子間的機械連線作用，又起到電氣連線的作用。這一點借鑑了電腦的板卡連線方法。
6. 在需要的時候隔斷銅箔
在使用連孔板的時候，為了充分利用空間，必要時可用小刀割斷某處銅箔，這樣就可以在有限的空間放置更多的元器件。
7. 充分利用雙面板
雙面板比較昂貴，既然選擇它就應該充分利用它。雙面板的每乙個焊盤都可以當作過孔，靈活實現正反面電氣連線。
8. 充分利用板上的空間
晶元座裡面隱藏元件，既美觀又能保護元件。
下圖為焊接成品：
圖1 .2溫度報警器實物圖
1.4.2 除錯
在接入電源之前，要對電路版進行全面的檢查
將穩壓電電源的電壓值慢慢往上調，並監測輸入電流、輸入電壓以及輸出電壓。如果往上調的過程中，沒有出現過流保護等問題，且輸出電壓也達到了正常，則說明電源部分正常。
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