燃油鍋爐邏輯電路設計與實驗

1、 專題設計實驗報告（題 目: 火災信號放大及報警電路設計與實驗一、 設計任務內(nèi)蒙古工業(yè)大學信息工程學院組合邏輯專題設計任務書（3）一、組合邏輯專題設計題目：火災信號放大及報警電路設計與實驗二、 設計目的 (1)掌握基本組合邏輯電路的分析和設計方法，培養(yǎng)學習專業(yè)知識能力。 (2)掌握基本邏輯故障識別與診斷基本方法，培養(yǎng)分析問題、解決問題能力。 (3)掌握學習總結(jié)報告和設計說明書的基本書寫方法，培養(yǎng)技術交流能力。三、 設計內(nèi)容和要求1 設計內(nèi)容 （1）在鄭州煒盛電子和奧松電子有限公司網(wǎng)站自行查閱資料選用12種性價比高的濕敏元件作為濕度傳感器件來感知火情。（2）正常情況下，兩個溫度傳感器所產(chǎn)生的電壓

2、信號相等，發(fā)光二極管不亮，揚聲器（5V，0.5W），不響。 （3）出現(xiàn)火情時，兩個溫度傳感器所產(chǎn)生的電壓信號不相等（實驗中，可將一個安裝在塑料板上，另一個安裝在鐵板上），出現(xiàn)差值電壓，當差值電壓達到一定值時，發(fā)光二極管亮，同時揚聲器報警。 （4）設計應體現(xiàn)實用性好、成本低、功耗小特點 （5）測量精度可自行整定。2設計要求 （1）查找資料，比較實現(xiàn)邏輯功能的幾種設計方法（要求2中以上，主要根據(jù)器件選型不同來進行比對分析，例如，一種方案是實驗室現(xiàn)有可提供器件；另一種方案是查找資料得到的性價比更高的器件），理解原理，比較它們的優(yōu)缺點，完成框架設計。從設計任務邏輯抽象、設計方案選擇、選取器件材料、設計

3、制作、測試分析等方面歸納闡述并總結(jié)成文，列出參考文獻目錄清單。 （2）確定電路設計方案，繪制原理框圖或流程圖，簡述所選電路設計方案的工作原理；確定電路結(jié)構(gòu)，給出具體參數(shù) （3）搭建Multisim或其他仿真電路，完成所設計邏輯電路的仿真測試。 （4）進行功能仿真，安裝、調(diào)試實測電路，完成電路性能指標測試，記錄并分析實驗測試結(jié)果。 （5）得出結(jié)論（是否針對實際任務完成電路設計，通過什么方式驗證設計的正確性，設計電路的性能如何，還可以在那些方面做進一步改進等）。 （6）寫出實際說明和實驗報告，分析說明實驗過程中出現(xiàn)故障的原因及排除方法。 （7）創(chuàng)意設計或自主擴展設計。想一想自己的設計作品具有那些方

4、面的市場競爭力，是否可以通過進一步拓展和深化，開展項目研發(fā)，參加創(chuàng)新性設計，怎樣才、能銷售出去等。二、設計方案及論證1.設計背景現(xiàn)如今，火災時有發(fā)生，給國家和人民帶來巨大的經(jīng)濟損失，甚至會使人民家破人亡。因此，火災報警器在現(xiàn)實生活中起到了至關重要的作用。為了了解火災報警器的結(jié)構(gòu)原理，也為了將所學理論知識運用于實踐，鍛煉一下自己的動手能力，我們選擇了制作這個簡易火災報警器。本電路利用了熱敏電阻遇熱電阻減小的特性，用兩個熱敏電阻所受不同溫度產(chǎn)生的壓差來控制差分放大電路的輸出電壓，即單限比較器的輸入電壓，通過跟單限比較器的閥值電壓相比較，當比閥值電壓大時，單限比較器實現(xiàn)了電壓跳變，從而使發(fā)光二極管和

5、三極管導通，最終使得聲光報警器工作，蜂鳴器開始報警。一個簡易的火災報警器完成了。2.設計思路測試兩路溫度傳感器（安裝在室內(nèi)同一處，一路安裝在塑料殼內(nèi)，另一路安裝在金屬板上）的溫度電壓信號，在正常情況下兩路溫度傳感器所產(chǎn)生的電壓相等，指示燈發(fā)光二極管不亮，報警器蜂鳴器不響。當有火情時，安裝在金屬板上的溫度傳感器會因金屬板導熱快而溫度上升速度快，相比較而言，安裝在塑料殼內(nèi)的溫度傳感器的溫度上升速度要較慢，從而令兩者產(chǎn)生的溫度電壓信號產(chǎn)生壓差。當此壓差增大到一定數(shù)值時，經(jīng)過由集成運放構(gòu)成的差分放大電路的放大以及單限比較器的狀態(tài)比較，最終驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器鳴叫報警。 非門發(fā)光二極管設計所需儀器

6、及元器件清單序號器 材 名 稱單 位數(shù) 量備 注1數(shù)字萬用表個22運算放大器個23蜂鳴器個34 NPN三極管個15 發(fā)光二極管個26 或門個1名稱數(shù)量數(shù)字萬用表1臺熱敏電阻2個運算放大器2個蜂鳴器1個NPN三極管1個直流電源6臺穩(wěn)壓管1個 非門發(fā)光二極管1個電阻若干52設計原理原理一：熱敏電阻與分壓，與分壓分別得到和即：·（）·（）常溫下，分壓大于分壓，電路截止，發(fā)光二極管不發(fā)光，蜂鳴器不報警。當接受高溫時，阻值逐漸減小，其上面的分壓逐漸減小，當時，二者形成壓差，第一級放大器電路導通，同時對信號進行放大，一級運放輸出電壓·（）原理二：電壓在第二級運放的反向輸入端有

7、分壓，即·（），形成單限比較器。如圖：當時，穩(wěn)壓管反向?qū)ǎ妷簽樨?，電路截止；當時，穩(wěn)壓管正向?qū)ǎl(fā)光二極管導通，開始發(fā)光，同時蜂鳴器開始報警。53設計電路圖54設計步驟一、 選擇適當?shù)臒崦綦娮?#183;（）·（）同時，從而，通過一級運放后的輸出電壓·（）。二、第二級運放有門限電壓·（）可以選三、穩(wěn)壓二極管選用±，因此，。 四、發(fā)光二極管，。由（），可以得出七、電源為直流電源，加在運放上的為，還有三個為，一個為，具體位置參看電路圖。55電路框圖56電路仿真圖57電路說明一、熱敏電阻隨溫度的升高電阻逐漸減小，通過兩熱敏電阻阻值變化引起的壓差

8、控制第一級運放的輸入輸出。二、比例運放通過放大壓差，并與第二級運放反向輸入電壓相比較，形成單限比較器。三、通過第二級運放正向輸入端電壓的變化，使單限比較器輸出不同的電平，來控制發(fā)光二極管和蜂鳴器的工作與否。從而就控制了報警電路的工作與否。四、電路導通后，發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器報警。心得體會通過這次模擬電子技術的假期實習，我們受益匪淺。使我們懂得了科研一種產(chǎn)品是多么的不容易，讓我們對技術研發(fā)人員產(chǎn)生了一種敬佩之情。并使我們得到了許多方面的鍛煉，制作電路板初期，我們拿到工具后，還很陌生，通過接觸使用這些工具，才明白這些工具的用處。讓我們接觸到了這些我們平時接觸不到的工具，使我們對這些我們以后用到的

9、工具有了出初步概念。選擇和購買零件，給我們帶來了不小的困難，開始我們完成了仿真階段，選擇好了零件去購買時，發(fā)現(xiàn)我們用的零件買不到，我們只好修改自己的電路，重新仿真，直到仿真成功并且零件能買到為止。是我們接觸了很多細小零件，對它們也有了一些初步判斷和認識。在焊接過程中，我們培養(yǎng)了不煩不燥，細心耐心，使我們學到的知識在實際中得到了應用，是我們增加了很大的信心，帶來了很大的樂趣。我們還通過在實驗驗收時的調(diào)節(jié)儀器，使我們接觸到了一些高科技的儀器，通過對這些儀器的使用，我們意識到這些儀器的高精尖，使我們提高了學習能力和創(chuàng)新能力。通過這次實習我們還培養(yǎng)了嚴謹治學的科學態(tài)度。通過這次實習，我們自身的素質(zhì)也有

10、了很大的提高。更好的懂得了團結(jié)協(xié)作，懂得了集體力量大的真理，有時自己找不到的錯誤在大家的努力下解決了。還使我們對一些專業(yè)術語有了進一步的研究，提高了認知能力。體會到了樂趣。在這里我要感謝王老師不辭辛苦的精心指導，感謝學校為我們提供了可供實習的實驗室，感謝同學們對我們的幫助。附錄參考文獻1模擬電子技術基礎簡明教程（第三版）2簡明火災報警電路設計3模擬電子技術及應用、主要參考文獻1童詩白 ，模擬電子技術基礎（第四版） 高等教育出版社 20062電子技術課程組，電子技術 內(nèi)蒙古工業(yè)大學 2011.33課程設計專欄，內(nèi)蒙古工業(yè)大學精品課程公共網(wǎng)站4其他自查參考資料四、設計所需儀器設備及元器件清單序號器

11、 材 名 稱型 號單 位數(shù) 量備 注1數(shù)字萬用表個12熱敏電阻個23運算放大器個24蜂鳴器5NPN三極管6直流電源五、 測試用表格及測試結(jié)果5.1 仿真測試結(jié)果1仿真電路圖2仿真內(nèi)容及步驟3模擬真值表4仿真波形圖5測試結(jié)果分析說明5.2 安裝實測結(jié)果1實測接線圖2實驗內(nèi)容與步驟3實測真值表4實測波形圖5實測結(jié)果分析說明六、 測試中遇到的問題及測試結(jié)果分析對所學知識掌握不夠牢固，以至于電路圖開始設計不正確，對仿真軟件應用也不熟悉，不過經(jīng)過努力克服種種困難，經(jīng)過多次測試終于解決了問題。 經(jīng)過測試比較得到利用非門電路設計購買元器件更經(jīng)濟，省時快捷。七、 結(jié)論三種方法通過仿真模擬過程驗證得結(jié)果一致。具體還得經(jīng)過實驗驗證出正確結(jié)論。八、 創(chuàng)意設計或自主擴展設計說明此項設計如能設計成功，投入到市場中中可以通過報警裝置而避免鍋爐內(nèi)因溫度過高而引起爆炸，也可有效避免煙道