張杰煤氣報(bào)警器畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

電工與電子技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì) -煤氣安全報(bào)警電路系 別：電氣自動(dòng)化專業(yè)班級(jí)：08電氣2班姓 名：張 杰學(xué) 號(hào)：2008202016指導(dǎo)老師：張 老 師時(shí) 間：2010年10月-2010年12月目錄一、問題的引入-3二、設(shè)計(jì)目的-3三、設(shè)計(jì)要求-3四、所需儀器設(shè)備與器件-4五、設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法與步驟-4六、收獲與體會(huì)-10七、參考文獻(xiàn)-11一、問題的引入： 在實(shí)際應(yīng)用中，常常需要一種能夠自動(dòng)發(fā)出報(bào)警的裝置，比如煤氣的安全報(bào)警的控制系統(tǒng)。本節(jié)設(shè)計(jì)與制作的電路就具有這種功能。 二、設(shè)計(jì)目的：通過這一課程設(shè)計(jì)，讀者可以在如下方面得到鍛煉。 （ 1 ）基本了解設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的一般方法。 （ 2 ）進(jìn)一步熟悉常用數(shù)字器件的使用方法。 （ 3 ）基本掌握通過邏輯分析查找數(shù)字電路故障的方法。 三、設(shè)計(jì)要求： 設(shè)計(jì)并制作出一種用于控制煤氣排放量的自動(dòng)報(bào)警電路，它具有如下功能： （ 1 ）可以控制煤氣的排放量。 （ 2 ）可以自動(dòng)產(chǎn)生空氣負(fù)離子和臭氧。 （ 3 ）每過一段時(shí)間，使排放的過多的氣體與臭氧化合成對(duì)人體無毒害的。 （ 4 ）空氣成分變化的間隔時(shí)間可以自動(dòng)調(diào)節(jié)。 四、所需儀器設(shè)備與器件 穩(wěn)壓電源， protel99繪圖軟件，負(fù)離子發(fā)生器，揚(yáng)聲器。555集成定時(shí)器 五、設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法與步驟：設(shè)計(jì)內(nèi)容） 全報(bào)警器受控的基本原理當(dāng)有害氣體達(dá)到危險(xiǎn)濃度時(shí)，時(shí)基電路1的2腳電位大于c（），2的3腳輸出為低電平，繼電器得電吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，接通機(jī)外報(bào)警系統(tǒng)。同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出“嘀”聲，發(fā)光。當(dāng)煤氣泄露故障排除后，電路自動(dòng)復(fù)原。調(diào)節(jié)電位器，可改變報(bào)警的靈敏度。2 ） 系統(tǒng)框圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定如下圖所示系統(tǒng)框圖。氣敏探測(cè)電路報(bào)警電路電子開關(guān)電路電源電路 開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器 （1） 電源電路市電經(jīng)變壓器T1降壓、整流橋VC整流、串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路（由三極管VT1、VT2等組成）穩(wěn)壓后，提供12V直流電源 (2)敏探測(cè)電路 由氣敏元件MQ-N5、電位器RP1、電阻R5和指示燈H組成。H起穩(wěn)定 氣敏元件燈絲的電流作用，以使報(bào)警器工作穩(wěn)定、可靠。因?yàn)闊艚z電阻隨溫度（即通過的電流）而正比變化。溫度高，電阻大，致使流過燈絲的電流減?。环粗?，電流增大，從而確保燈絲電流的穩(wěn)定。分流電阻R5用以減少流過指示燈H的電流，避免燈絲達(dá)到正常的白熾化程度（白熾化時(shí)就失去穩(wěn)流作用）。氣敏元件預(yù)熱數(shù)分鐘后，在清潔的空氣中，測(cè)量極A-A與B-B之間的電阻為一個(gè)穩(wěn)定值，適當(dāng)調(diào)節(jié)電位器RP2，可使B-B端的電壓接近為零（即RP2為調(diào)零電位器），當(dāng)氣敏元件遇到煤氣后，A-A與B-B之間的電阻相繼下降，B-B端的電位則上升。利用B-B端的電位去控制電子開關(guān)電路。電子開關(guān)電路（3）電子開關(guān)電路由JEC-2施密特集成電路A1和三極管VT3組成。當(dāng)B-B端（即A1的7腳）為低電平時(shí)，2腳輸出為高電平，555時(shí)基電路A2 不工作。此時(shí)VT3因反偏而截止。當(dāng)7腳為高電平時(shí)，A1電路反轉(zhuǎn)，2腳輸出為低電平，A2電路被接通，VT3導(dǎo)通，繼電器KA得電吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，接通負(fù)離子發(fā)生器的電源，使它投入工作。 (4)報(bào)警電路由555時(shí)基電路A2、發(fā)光二極管VH、揚(yáng)聲器B及阻容元件等組成。A2等組成音頻振蕩器。工作時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出“嘀”的聲音，VH發(fā)光。當(dāng)煤氣泄露故障排除后，電路自動(dòng)恢復(fù)。*555定時(shí)器的基本電路結(jié)構(gòu)及其工作原理。555定時(shí)器電路是一個(gè)中規(guī)模的集成電路，可以由TTL電路或CMOS電路構(gòu)成。它是一種能產(chǎn)生時(shí)間延遲和多種脈沖信號(hào)的控制電路。只要在外部配上幾個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮柙涂梢詷?gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。多諧振蕩器以及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與整形電路，在工業(yè)自動(dòng)控制，定時(shí)，仿聲和防盜報(bào)警等方面有廣泛的應(yīng)用。555定時(shí)電路結(jié)構(gòu)如下圖所示。開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器 (5)開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器由雙向晶閘管V、二極管VD1VD2、升壓變壓器T2、電阻R11R13和電容C5C7組成。市電經(jīng)R10、C6分壓，在V的第一電極和第二電極加有電壓。VD1、C5和R11為觸發(fā)回路，R11、C5起移相。當(dāng)市電負(fù)半周時(shí)，C6兩端電壓為上負(fù)、下正，這時(shí)經(jīng)VD3、R12向C7充電，C7兩端電壓瞬間達(dá)8V左右，V導(dǎo)通。當(dāng)市電電壓過零時(shí)，由于C5的移相作用，C5兩端的電壓加到V的控制極上，V仍然保持導(dǎo)通。當(dāng)市電正半周時(shí)，經(jīng)VD1直接觸發(fā)V，使其導(dǎo)通。T2初級(jí)繞組與C7組成一個(gè)LC振蕩電路就產(chǎn)生一個(gè)衰減式自由振蕩，其頻率約725Hz，振蕩電流經(jīng)T2升壓，再經(jīng)VD2整流，便在負(fù)離子發(fā)生器的極板上產(chǎn)生靜電高壓，于是就電離出空氣負(fù)離子和臭氧沿著電力線向四周擴(kuò)散開來。圖中，R13的作用是防止人體觸電而設(shè)的。由于該裝置工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生高壓放電火花，所以不會(huì)發(fā)生煤氣爆炸事故。 由以上個(gè)各分組功能元件可以得到整體功能電路圖,如下圖所示 六、收獲與體會(huì)這次做的是模擬電子課程設(shè)計(jì)，雖然以前已經(jīng)做過數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)，有了一定的經(jīng)驗(yàn)，但是還是遇到了重重困難，我運(yùn)用所學(xué)的課本知識(shí)，以及查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，對(duì)設(shè)計(jì)過程中、所遇到的問題都一一的攻破，經(jīng)這次設(shè)計(jì)證明，將所學(xué)的知識(shí)和電子設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，大大的調(diào)動(dòng)了我們學(xué)習(xí)的積極性，并有利于我們系統(tǒng)的科學(xué)地培養(yǎng)我們的實(shí)際動(dòng)手能力，工程設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，活耀了我們的思維，既符合由簡(jiǎn)到繁，循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，又能激發(fā)我們對(duì)模擬電子線路設(shè)計(jì)的興趣。通過課程設(shè)計(jì)，我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了更深刻地了解，實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐再到理論的幾個(gè)飛躍，也更加了解到科學(xué)知識(shí)應(yīng)該以服務(wù)社會(huì)為目的，只有掌握了足夠的知識(shí)才能更好的為社會(huì)貢獻(xiàn)我們的力量。我們學(xué)會(huì)了利用所學(xué)知識(shí)以技術(shù)上的知識(shí)解決問題的能力。本次設(shè)計(jì)得道了老師和同學(xué)們的大力幫助，但由于本人知識(shí)水平有限，總有許多的不足之處，希望各位老師能夠提出寶貴的建議和批評(píng)，以助于我以后能夠完成更完美的設(shè)計(jì)。七、參考文獻(xiàn)1、 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2002.2、 宋春榮.通用集成電路速查手冊(cè).山東科學(xué)技術(shù)出版社.1995.3、 趙保經(jīng).中國(guó)集成電路大全.國(guó)防工業(yè)出版社.1985.4、 高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).電子