温度报警器仿真

模拟电路基础课程设计报告

温度报警电路的设计与仿真

姓名：FD

学号：-----

背景与简介：

本项目的目标是设计一个温度监测与报警电路。人们的生活

与坏境温度息息相关，物理、化学、生物等科学都离不开温度，太阳能热水器、电力、石油、农业大棚经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对温度进行控制。例如，在醋和酒等的酿造生产中必须对发酵过程的温度进行检测与控制；许多太阳能热水器中，需要通过温度检测来控制其水泵运作；在农业大棚中，通过温度检测来判断

是否合适农作物种植与生长；许多电子设备都有额定温度单位, 合适的温度会使电子产品造成故障等等。

已知条件：

温度为25C时，所有电阻的阻值为400Q

温度每上升1C, Rt的阻值下降0.01 Q

2.数字电压表：2V满量程，3位半

3.发光二极管：正常发光时正向电流为2~10mA

设计要求：

1.温度为0C时，数字电压表的指示为0.000V

2.温度为100C时，数字电压表的指示为1.000V

3.温度低于30C或高于40C时，点亮发光二极管报警

4 .温度监测与报警误差＜士2C

分析：

1.由已知条件知：Rt与温度T的关系为：

Rt=400.25Q -0.01T ;没有

由于Multisim12.0软件里面没有热敏电阻，根据上面的关系式，把Rt 替换成一只399.25 Q与一个1 Q的电位器串联，从而模拟由于温度改变引起的Rt的阻值变化。

2.根据设计要求1和2:

温度为0C时，数字电压表的指示为0.000V,即Rt=400.25 Q时, 电压表示数为0.000V;温度为100C时，数字电压表的指示为1.000V, 即

Rt=399.25 Q时，电压表示数为1.000V;

3.根据设计要求3:

温度低于30C或高于40C时，点亮发光二极管报警，即电压小于0.3V或大于0.4V时，输出逻辑高电平，使发光二极管应导通；则此时显然因选用的比较器为窗口比较器。

4.根据设计要求4:

温度监测与报警误差＜士2C,则所选用运放应具有低失调。

系统方案设计与仿真：

一：系统框图

:单元电路

1.传感器

分析得到：热敏电阻的阻值:

用一只399.25 Q 与一个1 Q 的电位器串联来代替，从而模拟由于温度改变引起的Rt 的阻值变化。

传感器部分

2.信号放大电路

由于采样信号为双端输入，共模量大，差模量小的信号，而系统需要的信号为差模信号，所以应采取 CMR 高的差分放大电路，并且应具有低失调，零点漂移，放大倍数稳定精确的特点。经查阅多种运放芯片手册以及做电子设计竞赛中用过的常用运放，先选用了 OP07,但仿真发现误差最大时超过 1.5mV ，虽然也能满足项目+-2 C 的指标要求(即要求到+-20mV),但为了追求更高的精度和指标。最终选择了 Rt=400.25 Q

-0.01T ;

399-250

0,1pF

R3 %