采用热敏电阻制作温度报警器

1绪论：

温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。

温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。日常生活中也可以见到，如电冰箱的自动制冷，空调器的自动控制等等。利用热敏电阻器和音乐集成电路制作一个温度报警器，也可以演示自动控制电路的工作原理。电路的触发端接在热敏电阻器和微调电阻器的中间，当环境温度升高时，热敏电阻器的阻值减小，电路的触发端电压升高，触发音乐集成电路工作。调节微调电阻器的阻值，可以改变电路报警时的温度。

现代信息技术的三大基础是信息采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。因此传感器在此温度报警器的制作中起了重要的作用。

2 温度报警器基本介绍

2.1温度报警器的功能

现代社会是信息化的社会，随着安全化程度的日益提高，机房一一作为现代化的枢纽，其安全工作已成为重中之重，机房内一旦发生故障，将导致整个系统的瘫痪，造成巨大的损失和社会影响；敏探公司研发出机房超温报警系统，功能强大。

造成高温火灾有：电气线路短路、过载、接触电阻过大等引发高温或火灾；静电产生高温或火灾；雷电等强电侵入导致高温或火灾；最主要是机房内电脑、空调等用电设备长时间通电工作，导致设备老化，空调发生故障，而不能降温；因此机房内所属的电子产品发热快，在短时间内机房温度升高超出设备正常温度，导致系统瘫痪或产生火灾，这时超温报警系统就发挥应有的功能。

本文介绍的是采用热敏电阻作为敏感元件的温度报警器，当由金属探头所接触的温度通过传感器到开关，如果温度超过预定值，此时的开关即开启，连接报警器发出报警声，此时的发声的报警装置可以通过改变一些元器件的接法而发出不同的声音。为了增加实用效果，特添加由共阳极双色发光管组成的指示电路。电路不报警时为绿灯，反则报警时为红绿交替。

2.2发展前景

目前我国人民生活水平有所提高，一些电器产品正深入到千家万户，据统计，我国目前有约13亿人口，几乎每个家庭都用过象热得快之类的烧水工具。随之而来的便是由于使用不当或在使用的同时却忘了而发生的事故。如果将本系统用于实际，可以有效遏制该类事故发生。因此，如果实际的产品一旦投放市场，必将有很大的市场空间和广阔的发展前景。本产品在把一些连线以不同的方式连接时，可以发出不同的报警声。

本产品克服了现在流行的报警器的缺点，成本低，具有更大的实用性、新颖性。主要创新点及应用前景如下：高灵敏度，高稳定性，报警及时。

本系统能具有高灵敏度和高稳定性，得益于系统有很好的传感器。但是它仍然有一定的缺陷，自身有很大的局限性。如果能够把更好的传感器应用到该产品中，该产品会有更广阔的发展前景。

3 温度报警器的制作过程

3.1温度报警器电路设计方案一工作原理设计方案一的电路图如图1:

该温度报警器的主电路由NTC测温电阻，可调温度电位器，低频振荡器和音频振荡器四部分组成。工作原理如下：

由电位器设定好温度值，当温度升高时，测温电阻NTC的电阻值降低，达到CD4011输入高电平阀值，导致低频振荡器工作，调制音频振荡器，通过三极管放大，由报警装置发出报警声。

3.2电路设计方案二的工作原理
    该温度报警器的电路如图2所示。时基电路IC1、电位器Rp 、电阻R1和热敏电阻RT组成温度检测触发电路。RT是一种负温度系数热敏电阻，阻值随温度的升高而逐渐减小。IC2是一种音响集成电路KD9561，能产生4种模拟声，即警车声、消防车声、救护车声和机枪声。IC3为音频功率放大器，可将微弱的音频信号放大，推动扬声器B发声。具体工作过程如下：

温度未达到预定值时，由于温度传感器RT的阻值大于1/2（Rp+R1），IC1的触发端②脚电位高于1/3G（2V），使得IC1的③脚为低电位，二极管VD截止，IC2因得不到供电电压而无音频信号输出，扬声器B无声。当温度升高到预定值时，RT的阻值将小于1/2（Rp+R1），IC1的触发端②脚电位低于1/3G（2V），IC1的输出端③脚为低电位跳变到高电平，二极管VD导通，输出约5V（200mA）的直流电压。该直流电压经电容C2滤波后供给IC2。这时IC2产生的警笛信号由OUT端输出，经C3耦合至IC3的输入端③脚进行功率放大。放大后的音频信号从IC3的⑤脚输出，最后经电容C6驱动扬声器B发出响亮的警笛报警声。

通过对以上两种方案的各个方面的比较。如适用前景和市场经济效益分析来看，选择第一种方案比较合理。

3.3装置中元件的选择
    RT选用测温型MF53-1负温度系数热敏电阻，在25?Ｃ下，其标称阻值为2890Ω±2%。IC1为NE555时基集成电路，IC2为四声音响集成电路KD9561，IC4是LM386型功率放大集成块。RP选用小型实芯电位器，G为6V叠层干电池，也可用6V整流电源。B选用阻抗为8Ω、功率为0.25W的小型电动扬声器。其余元件均可按图示参数选用，无特殊要求。

3.4制作与调试
    在焊接的过程中，为保证焊点牢固、接触良好与美观，不存在虚焊、假焊，在焊接前要用刀、断锯条或砂纸刮去或打光引脚引线上的油污、氧化膜或漆，直至露出光亮干净的表面，之后涂上松香溶液，其上搪一层锡。焊接时应掌握好温度及时间，焊接时间一般在3～5秒。若焊接时间过短，焊锡未与焊件充分浸熔易产生虚焊、假焊；时间过长，则将烫坏印制板的铜箔或元件。电烙铁温度过低，焊点表面粗糙、无光泽、呈豆腐渣状。焊接时，烙铁头应同时紧贴引脚或引线头及印制板上的焊盘铜箔，当焊点温度升至焊锡熔点时，焊锡熔化即自动流到引线与铜箔间，形成锥状光滑焊点，之后迅速移开烙铁。焊锡未完全凝固前，不能移动或摇动被焊元器件。焊锡可事前熔在烙铁头上，亦可在烙铁贴在焊点加热时将其送入。

图3为温度报警器的印刷电路。各元件焊接完毕， 焊接结束后必须检查有无漏焊、虚焊以及由于焊锡流淌造成的元件短路。虚焊较难发现，可用镊子夹住元件引脚轻轻拉动，如发现摇动应立即补焊。这一阶段的调试是调试的第一部分即断电调试，步骤如下：

1）短路检测系统电路焊接完成后，必须进行短路检测。检测方法简单，选用合适的万用表欧姆挡，用红黑表笔接电路板的+5V电源的正负极，如果存在充放电现象（即电阻指示从大到小再到大或从小到大），最后电阻稳定在一个适当的位置。则基本可排除系统短路现象。如果无充放电现象或电阻值稳定在很小的值，则说明系统可能存在短路故障，不能通电实验，必须对系统进行仔细的排查，直至解决。

2）原理正确性确认不同的电路有不同的工作原理。因此必须针对具体电路进行具体分析。

本设计的硬件电路原理设计在前面电路设计中已得到验证，为正确。

上面检查无误后，进入第二部分的调试即通电调试，由电路原理可知，IC1的触发端②脚电位的高低由温度传感器RT、电位器RP和电阻R1组成的串联分压电路决定。调节RP的阻值可在一定温度下使IC1翻转，达温度报警之目的。RT的标称值为3K，当温度在50?Ｃ时，其阻值约为950Ω，100?Ｃ时为240Ω左右。若检测液体则需要自制测温探头。方法是首先把RT封装在一节长100mm、直径20mm的铜管内，用环氧树脂胶将两端封固。用时，将温度探头插入液体，本电路选用警车声作报警信号。KD9561所发出的模拟声取决于选声端SEL1和SEL2的连接方式，例如SEL1和SEL2均断开时为警车声，SEL1接负电压时为救护声，SEL2接正电压时为机枪声。整个电路板装入一硬塑料小壳中便可投入正常使用。