煤氣泄漏報(bào)警控制器的設(shè)計(jì)

1、 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題： 煤氣泄漏報(bào)警控制器 班級(jí) 電氣3113 學(xué)號(hào) 1111221103 學(xué)生姓名 周志源 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 系別 電子與電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組 淮陰工學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院2013年12月 班級(jí)：電氣3113 姓名：周志源 學(xué)號(hào)：03 課題：煤氣泄漏報(bào)警控制器 一、設(shè)計(jì)目的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是電子與電氣工程學(xué)院四個(gè)專業(yè)的公共課程設(shè)計(jì)，是模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)課程結(jié)束后進(jìn)行的教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：a）培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決工程實(shí)際問題的能力。b）學(xué)習(xí)較復(fù)雜的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般

2、方法，提高基于模擬、數(shù)字電路等知識(shí)解決電子信息方面常見實(shí)際問題的能力，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自行制作和自行調(diào)試。c）進(jìn)行基本技能訓(xùn)練，如基本儀器儀表的使用，常用元器件的識(shí)別、測(cè)量、熟練運(yùn)用的能力，掌握設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及使用仿真軟件、實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和數(shù)據(jù)處理等。d）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。二、設(shè)計(jì)總體要求1.電源+12v；2.主要單元電路和元器件參數(shù)計(jì)算、選擇；3.畫出總體電路圖；4.安裝自己設(shè)計(jì)的電路，按照自己設(shè)計(jì)的電路在通用板上焊接。焊接完畢后，應(yīng)對(duì)照電路圖仔細(xì)檢查，看是否有錯(cuò)接、漏接、虛焊的現(xiàn)象；5.調(diào)試電路，能夠?qū)崿F(xiàn)聲光報(bào)警；6.電路性能指標(biāo)測(cè)試；7.根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)

3、行設(shè)計(jì)，制作與調(diào)試并撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告；8.按要求撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。三、總體設(shè)計(jì) 1、電路設(shè)計(jì)總框圖 氣敏傳感器 開關(guān)電路 報(bào)警電路 圖1 電路設(shè)計(jì)框圖2、各框圖功能說明及其電路的選擇 （1）氣體檢測(cè)電路 氣體檢測(cè)電路主要用來檢測(cè)空氣中煤氣的濃度是否符合要求，并把檢測(cè)結(jié)果反映到開關(guān)電路中。氣體檢測(cè)電路主要利用氣敏傳感器MQ-2檢測(cè)空氣中的煤氣濃度。（2）開關(guān)電路 開關(guān)電路根據(jù)前面的檢測(cè)電路作出相應(yīng)的打開或閉合，以控制報(bào)警電路。如果煤氣濃度超過要求，則開關(guān)電路閉合，否則開關(guān)電路打開。開關(guān)電路利用三級(jí)管9013的開關(guān)作用（當(dāng)三極管處于放大區(qū)或飽和區(qū)是開關(guān)導(dǎo)通，當(dāng)三極管處于截止區(qū)時(shí)開關(guān)斷開）和12V直流繼電器

4、來實(shí)現(xiàn)。（3）報(bào)警電路 聲光報(bào)警電路根據(jù)開關(guān)的閉合來發(fā)出報(bào)警聲音，來提醒人們及時(shí)處理，防止危險(xiǎn)發(fā)生。聲光報(bào)警電路利用蜂鳴器、發(fā)光二極管構(gòu)成。3、電路原理圖及其工作原理（1）電路原理圖圖2電路原理圖2）工作原理如上圖所示，剛加入12v的直流電源電壓時(shí)，氣敏原件MQ-2剛開始工作不穩(wěn)定，A,B兩端的電阻不大，可能導(dǎo)致誤報(bào)警。由100u 電容器和33k的電阻構(gòu)成延時(shí)電路，防止了這種誤報(bào)警的發(fā)生。氣敏管正常工作后，無煤氣時(shí)，A,B兩端的電阻很大，從10k的電位器取出的電壓很小，同相端3腳的電壓小于反相端2腳的電壓，6腳輸出為低電平。三極管截止，繼電器處于釋放狀態(tài)，報(bào)警電路不工作。如果有煤氣泄漏，A,B

5、兩端的電阻很小，從電位器取出的電壓大于2腳的標(biāo)準(zhǔn)電壓，6腳輸出為高電平，三極管9013導(dǎo)通，繼電器接通吸合，由蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，發(fā)光二極管發(fā)光。直至氣體檢測(cè)的煤氣濃度低于設(shè)定值時(shí)，繼電器失電釋放，報(bào)警器才會(huì)停止工作。四、單元電路設(shè)計(jì)1、氣體檢測(cè)電路（1）電路組成和工作原理氣體檢測(cè)電路由電阻、氣敏管MQ-2、10k電位器、100u電容器構(gòu)成，其他元件接法如圖所示。電容器和33k電阻構(gòu)成延時(shí)電路。以防止氣敏元件在剛接通電源時(shí)A,B間電阻不穩(wěn)定而導(dǎo)致誤報(bào)警。當(dāng)沒有煤氣時(shí)，A、B之間的電阻很大，有煤氣時(shí)A,B之間的電阻很小從而從電位器引出的電壓不同。（2）該電路元器件參數(shù)計(jì)算及其主要器件簡(jiǎn)介 1、參

6、數(shù)計(jì)算 MQ-2的加熱電阻約為R=30，通過四個(gè)200電阻并聯(lián)分壓得到加熱電壓為5V； A741第二個(gè)引腳的電壓經(jīng)過33K和160K的電阻分壓，得到電壓約為2V； 2、主要元器件簡(jiǎn)介氣敏傳感器MQ-2 MQ-2型氣敏元件是以金屬氧化物SnO2為主體材料的N型半導(dǎo)體氣敏元件，當(dāng)元件接觸還原性氣體時(shí)，其電導(dǎo)率隨氣體濃度的增加而迅速升高。特點(diǎn)：a) 用于可燃性氣體的檢測(cè)（CH4、C4H10、H2等）b) 靈敏度高c) 響應(yīng)速度快d) 輸出信號(hào)大e) 壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定可靠 技術(shù)指標(biāo)： 加熱電壓（Vh） AC或DC 5±0.2V響應(yīng)時(shí)間(trec)10S回路電壓（Vc）最大DC 24V恢復(fù)時(shí)間

7、(trec)30S 負(fù)載電陰（Rl）2K元件功耗0.7W清潔空氣中電阻 （Ra） 2000 K檢測(cè)范圍5010000ppm靈敏度（S=Ra/Rdg）4(在1000ppmC4H10中)使用壽命2年使用方法及注意事項(xiàng):a) 元件開始通電工作時(shí),沒有接觸可燃性氣體,其電導(dǎo)率也急劇增加1分鐘后達(dá)到穩(wěn)定,這時(shí)方可正常使用,這段變化在設(shè)計(jì)電路時(shí)可采用延時(shí)處理解決b) 加熱電壓的改變會(huì)直接影響元件的性能,所以在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)使用為佳c) 元件在接觸標(biāo)定氣體1000ppm C4H10后10秒以內(nèi)負(fù)載電阻兩端的電壓可達(dá)到(Vdg- Va)差值的80%(即響應(yīng)時(shí)間);脫離標(biāo)定氣體1000ppm C4 H1030

8、秒鐘以內(nèi)負(fù)載電阻兩端的電壓下降到(Vdg- Va)差值的80%(即恢復(fù)時(shí)間)符號(hào)說明:a) 檢測(cè)氣體中電阻- Rdg 檢測(cè)氣體中電壓- Vdgb) Rdg 與Vdg的關(guān)系: Rdg=RL(VC/Vdg-1)c) 負(fù)載電阻可根據(jù)需要適當(dāng)改動(dòng),不影響元件靈敏度使用條件:a) 溫度-1535;相對(duì)濕度4575%RH;大氣壓力80106KPab) 環(huán)境溫濕度的變化會(huì)給元件電阻帶來小的影響,當(dāng)元件在精密儀器上使用時(shí),應(yīng)進(jìn)行溫濕度補(bǔ)償,最簡(jiǎn)便的方法是采用熱敏電阻補(bǔ)償之c) 避免腐蝕性氣體及油污染,長(zhǎng)期使用需防止灰塵堵塞防爆不銹鋼網(wǎng)d) 元件六腳位置可與電子管七角管座匹配使用基本測(cè)試電路：VC輸出信號(hào)RLV

9、RLVH. 圖3測(cè)試電路2、開關(guān)電路（1）電路組成和工作原理電子開關(guān)電路主要由電阻160k、33k、10k，集成放大器A741,三極管9013，12v繼電器組成。160k與33k提供標(biāo)準(zhǔn)電壓2V。當(dāng)沒有煤氣時(shí)，3腳電壓低于2腳電壓，6腳輸出為低電平，9013截止，繼電器斷開。有煤氣時(shí)，3腳電壓大于2腳電壓，6腳輸出為高電平，9013導(dǎo)通，繼電器吸合。（2）該電路元器件選擇功能及其主要器件簡(jiǎn)介（1）選擇功能集成運(yùn)算放大器A741，用于電壓比較器，當(dāng)同相端大于反相端時(shí)，輸出為高電壓，當(dāng)同相端小于反相端時(shí)，輸出為低電壓。 當(dāng)沒有煤氣時(shí)，3腳電壓低于2腳電壓，6腳輸出為低電平，9013截止，繼電器斷開

10、。有煤氣時(shí)，3腳電壓大于2腳電壓，6腳輸出為高電平，9013導(dǎo)通，繼電器吸合。（2）主要器件簡(jiǎn)介A741集成運(yùn)放A741有八個(gè)引腳，它的3引腳是同相輸入端，輸入信號(hào)Vi+，由3腳和公共端輸入時(shí)，6引腳輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相位。2引腳是反相輸入端，輸入信號(hào)Vi-，由2腳和公共端輸入時(shí)，6引腳輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相位。7腳接正電源（+12V），4腳接地，1、5引腳是為接調(diào)零電位器使用的，8引腳是空腳。 A741管腳圖其主要參數(shù)如下：最大電源電壓:±18V，最大差分電壓(同相端與反相端之間的輸入電壓):30V，最大輸入電壓:15V，允許工作溫度:070，允許功耗:111W，最大輸出電壓:比

11、電源電壓略低。三極管9013 9013是一種NPN型硅小功率的三極管它是非常常見的晶體三極管，在收音機(jī)以及各種放大電路中經(jīng)?？吹剿?，應(yīng)用范圍很廣。參數(shù)：集電極電流Ic：Max 500mA ， 工作溫度：-55 to +150 ， 集電極-基極電壓Vcbo：40V50V，功率0.625W ，放大倍數(shù)1001000 (放大倍數(shù)分段可選)12v繼電器 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁繼電器的工作原理電磁式繼電器一

12、般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。3、聲光報(bào)警控制電路聲光報(bào)警控制電路由發(fā)光二極管，蜂鳴器，電阻組成。當(dāng)

13、繼電器閉合時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。5、 安裝調(diào)試（1）檢查線路電路安裝焊接完畢后，我們首先檢查線路接線是否正確，用萬用表一次檢查電路是否存在虛焊、漏焊情況。（2）通電檢測(cè)將焊接完電路的最終輸入輸出端分別接上12V電壓，檢查是否聞到異常氣味，手摸元件是否發(fā)燙。如果出現(xiàn)異常，立即關(guān)掉電源，待故障排除后才可以重新通電。然后再測(cè)量各個(gè)單元電路，各元器件電壓，以保證元器件能正常工作?？词欠衲苓_(dá)到預(yù)期效果。（3） 故障排除 若接通電源并通入煤氣后，前后兩個(gè)二極管都不工作，則說明A741的3引腳電壓低于2引腳，應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)10k電位器提高3腳的電位； 若接通電源并通入煤氣后，后一個(gè)二極管和蜂鳴器不工

14、作，則說明12V繼電器未工作，檢查繼電器線圈兩端電壓并查看常開引腳接線是否正確，繼電器正常工作吸合時(shí)會(huì)發(fā)出聲響； 若接通電源后產(chǎn)生報(bào)警現(xiàn)象并在幾秒后正常工作，則說明延時(shí)電路未起作用，檢查電容器是否正常工作。6、 設(shè)計(jì)總結(jié)在這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到很多之前從未接觸過的知識(shí)，就連電烙鐵的使用也是第一次（因?yàn)檗D(zhuǎn)本之前為非電氣專業(yè)）。可是就在這短短兩周的時(shí)間里，通過請(qǐng)教老師、同學(xué)和自我學(xué)習(xí)，我?guī)ьI(lǐng)全組同學(xué)解決了在電路設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中的所有問題，并拿出了成功的作品。盡管如此，我們?cè)O(shè)計(jì)的電路中也不免有些有待提高的地方，比如布線外觀的整潔美觀與否、焊點(diǎn)的牢固與否等等。另外，電路的調(diào)試也是此次設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)。電

15、路的調(diào)試需要借助萬用表細(xì)心查驗(yàn)電路和每一個(gè)元器件，并針對(duì)檢測(cè)結(jié)果分析問題從而解決問題，整個(gè)過程中要保持頭腦清醒，將電路圖的每一個(gè)細(xì)節(jié)記載腦中。本次課程設(shè)計(jì)鍛煉了我的動(dòng)手能力和邏輯能力，這也必將為以后的工作打下基礎(chǔ)。在本次課程設(shè)計(jì)中，我們得到了很多同學(xué)的支持和幫助，尤其得到指導(dǎo)老師的細(xì)心講解和教導(dǎo)，最后一并表示衷心的感謝！七、參考文獻(xiàn)1秦曾煌主編：電工學(xué)（電子技術(shù)），高等教育出版社，20092劉修文主編：實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)制作300例，中國(guó)電力出版社，2004八、附件元器件清單一覽表名稱數(shù)量（單位：個(gè)）200電阻5MQ-2氣敏傳感器110K電位器1100F電容1160K電阻133K電阻1A7411

16、12V繼電器19013三極管110K電阻12K電阻1發(fā)光二極管2蜂鳴器1導(dǎo)線若干 論大學(xué)生寫作能力 寫作能力是對(duì)自己所積累的信息進(jìn)行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實(shí)，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點(diǎn)墨，怎么也不會(huì)寫出作文來的。寫作能力是每個(gè)大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實(shí)用的文章，而且非寫得既通順又扎實(shí)不可?！?對(duì)于大學(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么

17、，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對(duì)于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對(duì)于學(xué)生個(gè)人還是對(duì)于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個(gè)重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會(huì)的廣泛關(guān)注，并且提出對(duì)策去實(shí)施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因： （一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不

18、合理。 就目前中國(guó)多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會(huì)系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的大學(xué)語文課。學(xué)生寫作能力的提高是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時(shí)時(shí)間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識(shí)，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會(huì)學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實(shí)難完成。 （二）對(duì)實(shí)用寫作的普遍性不重視。 “大學(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對(duì)中國(guó)語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢(shì)頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對(duì)我們的母語中國(guó)語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)踐訓(xùn)練。這

19、其實(shí)是國(guó)人的一種偏見。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個(gè)人學(xué)問很大，會(huì)寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點(diǎn)和方法，他就寫不好應(yīng)用文。 （三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。 很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對(duì)寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在大學(xué)語文這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動(dòng)地接受大學(xué)語文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對(duì)于需要學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦去寫的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢(shì)必不能讓大學(xué)生的寫作水平有所提高。 （四）教師的實(shí)踐性教學(xué)不強(qiáng)。 學(xué)生寫作能力的提高是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的任務(wù)，但在教學(xué)中有不少教師過多注重理論知識(shí)，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實(shí)踐卻幾乎沒有，訓(xùn)練也少得可憐。閱

20、讀與寫作都需要很強(qiáng)的實(shí)踐操作，學(xué)習(xí)理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫作技巧的掌握才是最重要的。 由于以上的原因，我們的大學(xué)生的寫作水平著實(shí)令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對(duì)大學(xué)生寫作水平的提高有所幫助。 三、提高大學(xué)生應(yīng)用寫作能力的對(duì)策 （一）把應(yīng)用寫作課設(shè)置為大學(xué)生的必修課。 在中國(guó)的每一所大學(xué)，應(yīng)用寫作應(yīng)該成為大學(xué)生的必修課。因?yàn)樵谶@個(gè)被某些人形容為實(shí)用主義、功利主義甚囂塵上的時(shí)代，也是個(gè)人生存競(jìng)爭(zhēng)最激烈的時(shí)代，人們比任何時(shí)代都更需要學(xué)會(huì)寫作實(shí)用性的文章，比如職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的求職信，生活中的財(cái)經(jīng)文書、法律文書等，以提高個(gè)人的生存競(jìng)爭(zhēng)能力。 （二）端正大學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。 首先，要讓大學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到實(shí)用寫作課的重要性，這門課關(guān)乎到他人生的每一個(gè)方面，諸如就職，求愛，理財(cái)，人際交往等，是他終生都需要使用的一些基礎(chǔ)性的知識(shí)，也是他必備的一項(xiàng)生存技能。其次，實(shí)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。它不是你想怎樣寫都行的，它有嚴(yán)格的格式性的要求，所以需要系統(tǒng)的研究學(xué)習(xí)。最后，實(shí)用寫作課的實(shí)踐性非常強(qiáng)，所以學(xué)生們不能只學(xué)不練，并且要克服手懶的壞習(xí)慣，勤學(xué)勤練，為今后的工作生活打好基礎(chǔ)。 （三