個人可燃?xì)怏w警報器電路設(shè)計-wenkub.com
2025-07-25 12:58 本頁面
【正文】 我從他們那里汲取了豐富的知識，學(xué)到了很多分析、解決問題的思路和方法。在本設(shè)計的設(shè)計過程中，老師也一直關(guān)心我畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況，在繁忙的工作之余給我提供了許多寶貴的意見。在完成畢業(yè)設(shè)計和撰寫畢業(yè)論文的過程中，我的學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力都得到了很大提高。(3)由于設(shè)計出的產(chǎn)品完全是在實(shí)驗室環(huán)境中設(shè)計、組裝、試驗的，所以未對此報警器拿到將要被使用的工業(yè)環(huán)境進(jìn)行測試，所以其穩(wěn)定性有待提高。在硬件電路設(shè)計和完成的過程中，在基本功能上，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)定了效果。設(shè)計完成的可燃?xì)怏w報警器經(jīng)實(shí)驗驗證可以對可燃?xì)怏w實(shí)現(xiàn)報警功能，綜合考慮此次設(shè)計，完成后的電路主要有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn)：(1)傳感器探頭靈敏度和電路增益可調(diào)，使之可以后期設(shè)定對不同濃度的可燃?xì)怏w進(jìn)行報警。至此，調(diào)試過程結(jié)束。(4)檢查三極管8050控制的部分，將1K電阻一端接5V電源，另一端接三極管基極，如果有光報警則說明三極管控制的報警部分也沒有問題。(3)調(diào)節(jié)RP1大小來設(shè)定報警電路的參考值，可用可調(diào)電阻替換氣體傳感器GSA2來進(jìn)行調(diào)節(jié)，開始將電阻值預(yù)調(diào)到最大，然后慢慢調(diào)小，當(dāng)可調(diào)電阻調(diào)到一定值時，如果發(fā)光二極管正常發(fā)光，說明電路沒有問題。3 電路調(diào)試詳細(xì)電路圖見附錄。有源濾波的主要形式是有源RC濾波。在5V的部分電路中工作原理與之相同。在變壓器次級交流電壓的負(fù)半周，其極性與正半周時相反，此時電流從變壓器副邊線圈的下端流出，經(jīng)過二極管VD2流向負(fù)載，再由二極管VD4流回變壓器，形成回路，所以VDVD3反偏截止，VDVD4正向?qū)āＴ谔峁?5V的電路中，整流電路是將變壓器次級交流電壓變成單相的直流電壓，此設(shè)計采用單相橋式整流電路，四只整流二極管VD1～VD4接成整流電橋的形式，故稱為橋式整流電路。本設(shè)計將交流220V交流電壓經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等變成主電路需要的直流電。5V直流穩(wěn)壓電源，綜合各種可用電源方案后選用變壓器、整流橋和三端穩(wěn)壓器等構(gòu)成所需直流電源，電路原理圖見圖211所示。如圖210所示。通過銜鐵的吸合返回達(dá)到控制電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。但電磁式繼電器在電子電路中應(yīng)用最為廣泛。起到光報警和聯(lián)動控制功能。光報警及聯(lián)動電路原理圖如圖29所示。沒有控制信號輸入時，4腳處于低電平狀態(tài)，振蕩器處于停振狀態(tài)，當(dāng)控制信號使4腳置位，芯片開始震蕩，驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)出聲報警。3腳輸出高電平，TD變?yōu)榻刂翣顟B(tài)，即暫穩(wěn)態(tài)Ⅰ。在這種狀態(tài)下，同樣有一個電容C放電的過程，放電回路是：C→R2→TD→低。接上電源多諧振蕩器工作時有兩個狀態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)Ⅰ和暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ，在每個暫穩(wěn)態(tài)后緊接著一次電壓翻轉(zhuǎn)，過程大致如下：(1)暫穩(wěn)態(tài)Ⅰ：起始狀態(tài)3腳輸出高電平是電路的一種暫穩(wěn)態(tài),在此狀態(tài)下,進(jìn)行著一個電容C充電、Uc升高的漸變過程，充電回路是Vcc→RR7→C→地，時間常數(shù)是（R6+R7）*C。圖27 555內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)其由三個電阻組成分壓器、兩個基本觸發(fā)器H1和H兩個比較器A1和A放電晶體管VT、輸出緩沖級H3等組成。如圖26可知，多諧振蕩電路由NE555集成電路和R14，RP2，C9電容組成可控多諧振蕩器?！÷晥缶娐繁驹O(shè)計中聲報警功能是由多諧振蕩器產(chǎn)生矩陣脈沖驅(qū)動揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)的。聯(lián)動報警控制電路包括報警功能和控制外部聯(lián)動裝置的功能。電路工作一段時間后，運(yùn)算放大器A3的輸出端變?yōu)楦唠娖?，延時結(jié)束。A3的輸出通過一個反向二極管連接到A1的反相輸入端。（3）報警器上電延時由于開始給整個電路通電時，氣體傳感器GSA2的電阻值比其正常工作時電阻值小很多，導(dǎo)致電阻R1分壓較大，會使電路發(fā)生誤報警。為了提高電壓驅(qū)動能力，在電路中引入反相比例運(yùn)算放大電路。電壓傳輸特性如圖24所示。同理，假設(shè)uIUT2，那么uN一定大于up，因而u0=UZ，所以up=UT1。其工作原理如下：從集成運(yùn)放輸出端的限幅電路可以看出u0=177。通過調(diào)節(jié)RP1的阻值，可以設(shè)定報警電壓，而報警電壓對應(yīng)著某個氣體濃度，可燃?xì)怏w的濃度不同，R1上的負(fù)載電壓也不同。滯回比較器具有滯回特性，即具有慣性，因而具有一定的抗干擾能力。采用氣敏傳感器GSA2檢測空氣中的可燃?xì)怏w濃度，當(dāng)可燃?xì)怏w濃度變化時，氣敏傳感器GSA2阻值發(fā)生變化，檢測電路輸出相應(yīng)的控制信號。表21 GSA2 技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱加熱電壓測量電壓空氣中的電阻響應(yīng)時間恢復(fù)時間靈敏度符號VhVcRoTrestrecβ單位VVKΩSS倍參數(shù)值5+5～10分檔≤10≤30≥5[標(biāo)注] ①標(biāo)定氣體為1000ppm氫氣。根據(jù)測量電路（圖22）對其進(jìn)行測試。由于半導(dǎo)體與吸附分子間存在能量差，氣體分子被吸附在半導(dǎo)體表面上，在半導(dǎo)體表面和吸附分子之間將發(fā)生電荷的重新排列?！饷魝鞲衅鱃SA2介紹氣敏傳感器GSA2屬于電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器。當(dāng)氣體傳感器GSA2檢測到可燃?xì)怏w濃度變化時，其阻值發(fā)生變化，使電路輸出檢測信號[3]。本電路整體上可以分為四部分：可燃?xì)怏w檢測電路、信號處理電路、報警電路及聯(lián)動控制系統(tǒng)、177。本次設(shè)計的另外一個重要部分是驅(qū)動報警電路，報警電路采用NE555芯片組成振蕩電路，當(dāng)檢測電路輸出的控制信號輸入后，經(jīng)過電路輸出脈沖信號并驅(qū)動報警器工作發(fā)出聲音報警；此外，三極管放大電路、LED發(fā)光二極管及電磁繼電器組成的光報警聯(lián)動電路，可以對檢測電路發(fā)出的控制信號作出光報警動作，而且繼電器作為聯(lián)動開關(guān)可以外接排風(fēng)裝置能迅速采取動作，及時減少空氣中可燃?xì)怏w濃度等，從而減少中毒、火災(zāi)及爆炸等安全隱患，有效保障人們生命財產(chǎn)安全。近年來，在氣體選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進(jìn)步[1]。日本政府和生產(chǎn)企業(yè)大力推廣報警器的使用，使燃?xì)庑孤┖捅ǖ仁鹿实氖鹿事蔬h(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐美等發(fā)達(dá)國家。由于可燃?xì)怏w的危害性嚴(yán)重影響了人們的生活安全，因此怎樣防止可燃?xì)怏w中毒與爆炸至關(guān)重要。關(guān)鍵詞：報警器；GSA2；誤報警；控制信號 The Circuit Design of Flammable Gas Alarm ApparatusABSTRACTWith the increase of bustible gas types and application scope, the use place of gas le
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