1、电路原理与设计
电路原理图如上图;SB1、SB2为点动开关,KM为交流触发器,KT为时间继电器;实验电压为380V,而灯泡的额定电压为220V,所以电路中串联两个灯泡; 操作过程:闭合SB1,灯泡通电发光;交流触发器的线圈KM通电,常开开关KM闭合,实现了KM的自锁;时间继电器的线圈KT通电,由于延时作用,常闭开关KT延时打开;KT打开后,交流继电
器的线圈KM断电,常开开关KM打开,灯泡断电熄灭;闭合SB2有同样的效果;由此实现了异地控制与延时熄灭;
2、收获与建议
1电路设计部分,通过对课本中理论知识的回顾,正确设计出实验电路,加深了对理论知识的理解与掌握;
2电路组装部分;第一,再次意识到了安全在实验中的重要性,本实验为380V强电实验,实验电路必须准确无误才能保证实验的安全性,这就要求在实验中严格按照设计的原理图连线,以确保安全;第二,意识到了合作的重要性;两人一组的实验,注重分工,更需要默契的配合;本实验中,固定器件,连线等等均需要合作才能很好的完成;第三,实验器件的合理布局对最后的连线有着重要的影响;实验中,我们多次更换器件的位置,最终使导线交叉弯折尽可能少,布线比较合理美观;
1、电路原理
实验电路原理图如图所示,可以分为信号检测,声音报警和继电控制三部分; 信号检测部分完成对温度的检测,利用热敏电阻实现温度信号到电信号的转换,然后利用两个
比较器,实现对报警条件的控制,即越线报警,并通过电容的充放电来延长报警时间;原理图中,R1、R2、R3、R5、R6 用于分压,RP1、RP2用于调节比较器两输入端的电位以实现对输出信号的控制,C1、D1、R4用于实现延长报警时间; 声音报警部分接收来自信号检测部分8脚的信号实现报警;当温度过高时,8脚输出高电平,555处于工作状态;555的输出端3脚输出为方波,即有高低电平之分,利用两个三极管Q1、Q2的分别导通即可实现报警器的连续报警;
继电控制部分同样接收来自信号检测部分8脚的信号;通过三极管Q3的放大截止来控制电路导通开路;继电器中的电感线圈有储能作用,在其两端并联二极管,在断电后保护继电器;
具体过程:当温度过高时,U1A的3脚电位高于2脚,1输出高电平,对电容C1充电,使U1C的10脚的电位逐渐升高,当10的电位高于9脚时,8输出高电平,555工作,Q3导通;555输出高电平时,Q2截止,Q1通对信号放大,当555输出低电平时,Q1截止,Q2导通对信号放大;两个过程循环,实现报警器持续报警;Q3导通,发光二极管通电发光,继电器线圈通电,常开开关闭合,风扇启动,降温;温度低于温度线时,U1A的3脚电压低于2脚,输出低电平,电容C1放电,使10脚的电位逐渐降低,即实现报警时间延长,当10脚电位低于9脚电位时,555停止工作,Q3截止;报警停
止,发光二极管熄灭,继电器线圈断电,常闭开关断开,降温过程结束;
2、电路仿真及结果
电路仿真同样将电路分为三部分;
(1)信号检测;
用电位器RP1代替热敏电阻,以其阻值的变化模拟温度变化;U1C的8脚接指示灯X1,用以表示输出电位的高低,输出高电平时,红灯亮,输出低电平时,红灯不亮;电路图如下:
仿真过程:调节电位器RP2到50%,固定U1A的2脚电位,用万用表测得2脚电位为,U1C的9脚电位为;调节电位器RP1使其阻值逐渐增大模拟温度升高过程,观察指示灯X1的变化,当RP1增大到60%~65%时,红灯亮,说明8脚输出高电平;再调节电位器RP1,使其阻值减小到0%模拟降温过程,观察x1,延时熄灭;
下图为达到越线温度时3、10脚输入信号和1、8脚输出信号的波形变化;
(2)声音报警;
用灯泡代替报警器,利用单刀双掷开关和稳压电源模拟信号检测部分8脚输出的高低电平;当
开关接通稳压电源时,输出高电平,开关将稳压电源短路时,输出为低电平;用示波器观察输出波形;电路图如下:
仿真过程:接通稳压电源,4脚输入高电平,555处于工作状态,3脚输出方波,波形如图;当3脚输出高电平时,三极管Q2截止,Q1通对信号放大,当3脚输出低电平时,三极管Q1截止,Q2导通对信号放大,三极管输出波形如图;电解电容C4滤掉直流信号,保留交流信号,其输出波形如图;
将稳压电源短路后,4脚输入低电平,3脚无输出;