1 吸煙報(bào)警器項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案 1 緒論 題的目的與意義 吸煙有哪些危害， 對(duì) 人類健康生活有多大影響，這 是眾所周知的。煙民即使知道 身邊因?yàn)槲鼰熕l(fā)生的意外、病危的事件不少，但煙民還是很自然地抽起煙來，因?yàn)槲鼰煂?duì)某些人來說，已經(jīng)是“精神的食糧”；我們不能阻止誰人吸煙，也不能限制某些人的人生自由，但面對(duì)吸煙這個(gè)問題，煙民又是否考慮到非吸煙人士的權(quán)利呢？據(jù)有關(guān)調(diào)查研究，吸“二手煙”的危害在某些疾病的危害要比吸煙人士得病的機(jī)率高好幾倍，而吸煙人士比不接觸香煙的人得病的機(jī)率也是高好幾倍，從而，非吸煙人士有權(quán)利要求在某 些公共場(chǎng)所禁止吸煙；在某些公共場(chǎng)所，如加油站等場(chǎng)所也十分有必要禁煙的；因此，我們生活中有不少場(chǎng)所是有禁煙的必要的，但是哪些地方是禁煙 區(qū)，哪些地方能吸煙，恐怕吸煙人士不能每次都注意， 這時(shí)，吸煙報(bào)警器的作用 就顯得十分有用了。我們不用太多人力在禁煙區(qū)監(jiān)督吸煙人士，只要有人 在安裝了吸煙報(bào)警器的地方吸煙，吸煙報(bào)警器就會(huì)發(fā)出警告，讓吸煙人士停止在禁煙區(qū)吸煙。一方面，可以維護(hù)非吸煙人士要求在某些公共場(chǎng)所禁止吸煙的要求，另一方面也可以間接去減少吸煙人士每日的“吸煙量”，從而減少吸煙所帶來的負(fù)面后果。 在現(xiàn)代城市家庭里，許多 人因不懂家庭安全常識(shí)引起火災(zāi)事故，使好端端的幸福家庭轉(zhuǎn)眼間毀于一旦 ,有的導(dǎo)致家破人亡 ,而且一旦發(fā)生居民家庭火災(zāi) ,處置不當(dāng)、報(bào)警遲緩 ,是造成人員所以說 ,人們應(yīng)該積極了解家庭火災(zāi)的主要起因 ；在某些嚴(yán)禁煙火的地方吸煙也是非常危險(xiǎn)的行為，如加油站、飛機(jī)上等，有些有總是不自覺，在趁沒有工作人員在場(chǎng)偷偷地點(diǎn)起香煙， 掌握防止發(fā)生火災(zāi)的知識(shí)和萬一發(fā)生火災(zāi)時(shí)保護(hù)自己的方法 ,及時(shí)消除 。 通過研究和改良吸煙報(bào)警器，能夠改進(jìn)現(xiàn)在吸煙報(bào)警器的缺點(diǎn)和漏洞，研究吸煙報(bào)警器，也能對(duì)非吸煙區(qū)的智能監(jiān)控，節(jié)省不少人力物力，更好地應(yīng)用于人類的日常 生活中。 展現(xiàn)狀 2 常見的吸煙報(bào)警器的原理是“氣 轉(zhuǎn)化，如何實(shí)現(xiàn)氣聲的轉(zhuǎn)化是用氣敏傳感器將信號(hào)向聲音發(fā)出器轉(zhuǎn)化的。因此，氣敏傳感器是吸煙報(bào)警器的主要部分。 傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是：基礎(chǔ)、應(yīng)用兩頭依附；技術(shù)、投資兩個(gè)密集；產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)兩大分散?；A(chǔ)、應(yīng)用兩頭依附，是指?jìng)鞲衅骷夹g(shù)的發(fā)展依附于敏感機(jī)理、敏感材料、工藝設(shè)備和計(jì)測(cè)技術(shù)這四塊基石。敏感機(jī)理千差萬別，敏感材料多種多樣，工藝設(shè)備各不相同，計(jì)測(cè)技術(shù)大相徑庭，沒有上述四塊基石的支撐，傳感器技術(shù)難以為繼。 應(yīng)用依附是指?jìng)鞲衅骷夹g(shù)基本上屬于應(yīng)用技 術(shù)，其市場(chǎng)開發(fā)多依賴于檢測(cè)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，才能真正體現(xiàn)出它的高附加效益并形成現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)。也即發(fā)展傳感器技術(shù)要以市場(chǎng)為導(dǎo)向，實(shí)行需求牽引。技術(shù)、投資兩個(gè)密集技術(shù)密集是指?jìng)鞲衅髟谘兄坪椭圃爝^程中技術(shù)的多樣性、邊緣性、綜合性和技藝性。它是多種高技術(shù)的集合產(chǎn)物。由于技術(shù)密集也自然要求人才密集。投資密集是指研究開發(fā)和生產(chǎn)某一種傳感器產(chǎn)品要求一定的投資強(qiáng)度，尤其是在工程化研究以及建立規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)線時(shí)，更要求較大的投資。增加投資和正確的投資方向是提高傳感器產(chǎn)業(yè)水平的主要條件之一，也是企事業(yè)決策者謀求最佳經(jīng)濟(jì)效益的 重要手段。產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)兩大分散，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的兩大分散是指?jìng)鞲衅鳟a(chǎn)品門類品種繁多，生產(chǎn)、研究單位分布在除地方外有 12個(gè)部委（電子、機(jī)械、科學(xué)院、航空航天、教委、冶金、船舶、鐵道、輕工、化工、煤炭等），其應(yīng)用滲透到各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門，它的發(fā)展既是各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力。只有按照市場(chǎng)需求，不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，才能實(shí)現(xiàn)傳感器產(chǎn)業(yè)的全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展。 在國(guó)家的支持下， “ 八五 ” 以來，我國(guó)的傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。 在學(xué)術(shù)交流方面， 1989 年 10 月由敏感元器件與傳感器分會(huì)發(fā)起主辦的“ 89 首屆 全國(guó)敏感元件與傳感器學(xué)術(shù)會(huì)議 ” 已延續(xù)至今，固定每?jī)赡暾匍_一次，每逢活動(dòng)不但國(guó)內(nèi)學(xué)者、企業(yè)家云集且有不少其它國(guó)家的人士參加。目前，其論值組織機(jī)構(gòu)為： “ 全國(guó)敏感元件與傳感器學(xué)術(shù)團(tuán)體聯(lián)合組織委員會(huì) ” 。 在原電子工業(yè)部的努力及敏感元器件與傳感器分會(huì)的積極組織下，實(shí)施的“ 雙加工程 ” 即：加快力度加快發(fā)展，的方針指導(dǎo)下，建立了我國(guó)敏感元器件與傳感器生產(chǎn)基地。這三大基地分別為： “ 安徽基地 ” ，主要是建立力、光敏規(guī)模經(jīng)濟(jì) ； “ 陜西基地 ” ， 1990 年 2月成立了 “ 陜西省敏感技術(shù)產(chǎn)業(yè)集團(tuán)公司 ” 主要是建立電壓敏、熱敏、汽車電子規(guī)模 經(jīng)濟(jì)為主要目標(biāo) ； “ 黑龍江基地 ” 主要建立氣、濕敏規(guī)模經(jīng)濟(jì)為主要目標(biāo)。 多年來，三大基地在發(fā)展過程中雖然興衰不一，歷史地看，它對(duì)我國(guó)敏感元件與傳感器行業(yè)的建設(shè)起到了一定的推動(dòng)作用。 “ 九五 ” 期間傳感器技術(shù)研究國(guó) 3 家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目取得了 51個(gè)品種 86個(gè)規(guī)格的新產(chǎn)品。初步建立了敏感元件與傳感器產(chǎn)業(yè)。 產(chǎn)品已進(jìn)入到億萬人民的家庭生活中，并已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和國(guó)防建設(shè)中得到一定應(yīng)用。近年來，在研發(fā)主力軍的建設(shè)方面，主要表現(xiàn)在：（ 1）建立了 “ 傳感技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ” 、 “ 微米 /納米國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ” 、 “ 國(guó)家傳感技術(shù)工程中心 ” 等研究開發(fā)基地。全國(guó)已有 1688 家企事業(yè)從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用，其中從事 制生產(chǎn)的已有 50多家。目前全行業(yè)正在執(zhí)行 “ 十五 ” 規(guī)劃， 項(xiàng)新型傳感器已列入研究開發(fā)的重點(diǎn)；國(guó)家計(jì)委決定從 2002 年開始組織實(shí)施的新型電子元器件產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)中有 5 項(xiàng)新型敏感元件與傳感器已經(jīng)啟動(dòng)；一些省、市新建立的 “ 傳感器產(chǎn)業(yè)基地 ” 、 “技股份有限公司 ” ，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。 現(xiàn)在吸煙報(bào)警器是按照火災(zāi)煙霧報(bào)警器的原理和規(guī)格去制作，市場(chǎng)上的火災(zāi)煙霧報(bào)警器有很多種類，如氣敏煙霧報(bào)警器， 離子感煙探測(cè)器和光電感 煙探測(cè)器等，其產(chǎn)品外觀多為 如 圖 1 圖 1常見煙霧報(bào)警器 外形 氣敏煙霧報(bào)警器， 采用半導(dǎo)體氣敏元件作為傳感器，實(shí)現(xiàn) “ 氣電 ” 轉(zhuǎn)換，555時(shí)基電路組成觸發(fā)電路和報(bào)警音響電路；由于氣敏元件工作時(shí)要求其加熱電壓相當(dāng)穩(wěn)定，所以利 用 7805 三端集成穩(wěn)壓器對(duì)氣敏元件加熱燈絲進(jìn)行穩(wěn)壓，使報(bào)警器能穩(wěn)定地工作在 180 260離子感煙探測(cè)器 ， 它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅 241，電離產(chǎn)生的正、負(fù)離子，在電場(chǎng)的作用下各向正負(fù)電極移動(dòng)。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。千擾了帶電粒子的正常運(yùn)動(dòng)，使電流，電壓就有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是就發(fā)出了信號(hào)。還有一種叫光電感應(yīng)探測(cè)器，它有一個(gè)發(fā)光元件和一個(gè)光敏元件，平常光源發(fā)出的光， 4 通過透鏡射到光敏元件上，電路維持正常，如果有煙霧從中阻隔 ，到達(dá)光敏元件上的光就顯著減弱，于是光敏元件就把光強(qiáng)的變化變成電的變化，通過放大電路向人們報(bào)警。還有一種叫管道抽吸式感煙探測(cè)器，它的工作原理與光電感應(yīng)探測(cè)器中另一種散射型相似，通過煙霧的反射或散射產(chǎn)生光敏電流，主要用在船舶上。 光電型煙霧報(bào)警器， 內(nèi)有一個(gè)光學(xué)迷宮，安裝有紅外對(duì)管，無煙時(shí)紅外接收管收不到紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光，當(dāng)煙塵進(jìn)入光學(xué)迷宮時(shí)，通過折射、反射，接收管接收到紅外光，智能報(bào)警電路判斷是否超過閾值，如果超過發(fā)出警報(bào)。 它有一個(gè)發(fā)光元件和一個(gè)光敏元件，平常光源發(fā)出的光，通過透鏡射到光敏元件上，電路維 持正常，如果有煙霧從中阻隔，到達(dá)光敏元件上的光就顯著減弱，達(dá)到 過放大電路向人們報(bào)警。 近年來還出現(xiàn)了激光感煙探測(cè)器，它也是利用光電感應(yīng)原理，不同的是光源改用激光束。這種探測(cè)器采用半導(dǎo)體器件，體積小、價(jià)格低、耐震動(dòng)、壽命長(zhǎng)，很有發(fā)展前途。 究目的與方向 研究和改良吸煙報(bào)警器，有利于對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的開發(fā)和改造，研發(fā)出在遇有人在禁煙區(qū)吸煙的能更準(zhǔn)確地報(bào)警，從而減少誤報(bào)。 目前的吸煙報(bào)警器實(shí)際上是與火災(zāi)煙霧報(bào)警器同一原理，因此如何區(qū)別吸煙與火災(zāi)是今后研究的 方向，這是需要從所用的氣體傳感器這個(gè)方向去研究的。 5 2 設(shè)計(jì)方案的原理概述和技術(shù)要求 煙報(bào)警器 原理 “吸煙報(bào)警器”是由兩個(gè)部分組成：一是 用于檢測(cè)煙霧的感應(yīng)傳感器，二是聲音非常響亮的電子揚(yáng)聲器和 旦有人在禁煙區(qū)吸煙就會(huì)發(fā)出警示 ， 警告禁止吸煙和提醒管理人員該禁煙區(qū)有人吸煙。 本次設(shè)計(jì)將采用半導(dǎo)體氣敏型吸煙報(bào)警器作為研究對(duì)象，其大概原理是通過觸發(fā)電路和報(bào)警音響電路由 555時(shí)基電路組成，當(dāng)傳感器接觸到煙霧時(shí)，接通報(bào)警回路，使 而達(dá)到“氣 報(bào)警原理。 術(shù)要求 要使吸煙報(bào)警器這個(gè)方案得到實(shí)現(xiàn)，首先要明白方案的總體原理，其次還要了解和掌握相關(guān)原器件如 7805穩(wěn)壓管、氣敏傳感器的原理和應(yīng)用方法，要對(duì)模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)有較好的知識(shí)基礎(chǔ)；在方案的實(shí)施過程中，還要有一定的動(dòng)手能力，如線路板、原器件的焊接。 6 3 吸煙報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì) 案硬件設(shè)計(jì) 圖 3簡(jiǎn)易煙霧報(bào)警電路 如圖 3報(bào)警器由降壓整流與穩(wěn)壓電路、氣敏傳感元件和觸發(fā)、報(bào)警音響電路等組成。降壓整流 與穩(wěn)壓電路由變壓器、橋式整流電路、集成穩(wěn)壓電源 7805 等組成。觸發(fā)、報(bào)警音響和 電路由可控多諧振蕩器 (555、 揚(yáng)聲器 Y 等組成。半導(dǎo)體氣敏元件采用 ，其可用于各種煙霧的報(bào)警，其要求加熱電壓穩(wěn)定，故采用 7805 對(duì)燈絲電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，且要求開機(jī)預(yù)熱 3分鐘。 當(dāng)氣敏元件 觸到煙霧時(shí)，其 A B 極間的電阻降低，從而使該電阻與 應(yīng) 555腳電位上升，當(dāng)腳的電位上升到 555 7 起振，其振蕩頻率為 f=(4。圖中所示參數(shù)對(duì)應(yīng)的頻 率約為 節(jié)電位器 其頻率為 應(yīng) 555的輸出端腳的輸出信號(hào)推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。 正常情況下，氣敏元件的 間的阻值較大，該電阻與 分壓減小，相應(yīng)使 555腳處于低電平， 555停振，揚(yáng)聲器不工作。 本電路的振蕩頻率約為 節(jié) 使頻率在 1500 器件清單和主要部件原理 器件清單 元器件 清單如表 3 表 3元器件 數(shù)量 電源變壓器 1個(gè) 橋式整流器 1個(gè) 16解電容 2個(gè) 2個(gè) 容 1個(gè) 容 1個(gè) 容 2個(gè) 2K 電阻 1個(gè) 36K 電阻 1個(gè) 變電阻 1個(gè) 150K 可變電阻 1個(gè) 1個(gè) 555集成電路 1個(gè) 7805三端穩(wěn)壓電路 1個(gè) 揚(yáng)聲器 1個(gè) 8 壓管 端穩(wěn)壓集成電路 ， 故名思義，三端 指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管， 20 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有 9013 樣子的 裝。 用 78/79系列三端穩(wěn)壓 路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓 8或 79 后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 7806 表示輸出電壓為正 6V， 7909 表示輸出電壓為負(fù) 9V。 在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。 當(dāng)制作中需要一個(gè)能輸出 上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，使其最大輸出電流 為 N 個(gè) 應(yīng)用時(shí)需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號(hào)的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個(gè)別集成穩(wěn)壓電路失效時(shí)導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。 在 78 * 、 79 * 系列三端穩(wěn)壓器中最常應(yīng)用的是 種封裝。這兩種封裝的圖形以及引腳序號(hào)、引腳功能。引腳號(hào)標(biāo)注方法是按照引腳電位從高到底的順序標(biāo)注的。這樣標(biāo)注便于記憶。引腳 為最高電位， 腳為最低電位， 腳居中。從圖中可以看出，不論正壓還是負(fù)壓， 腳均為輸出端。對(duì)于 78*正壓系列， 輸入是最高電位，自然是 腳，地端為最低電位，即 腳，對(duì)與 79*負(fù)壓系列，輸入為最低電位，自然是 腳，而地端為最高電位，即 腳。 此外，還應(yīng)注意，散熱片總是和最低電位的第 腳相連。這樣在 78*系列中，散熱片和地相連接，而在 79*系列中，散熱片卻和輸入端相連接。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電流和電壓。 9 圖 3 屬于 555 系列的計(jì)時(shí) 其中的一種型號(hào)， 555 系列 接腳功能 及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而 555 是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí)需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈沖信號(hào)。 特點(diǎn)有： (1)只需簡(jiǎn)單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。 (2)它的操作電源電壓范圍極大，可與 邏輯電路配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位及輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。 (3)其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自 動(dòng)控制的負(fù)載。 (4)它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。 (5)靜態(tài)電流 最大值 5 V, =615 V, =15部功能如圖 3示 10 圖 3極管 17 加正反饋組成的 入控制端有直接復(fù)位 過比較器 位控制端的 較器 。輸出端為 F，另外還有集電極開路的放電管 們控制的優(yōu)先權(quán)是 R、 T、 表 3 同的封裝形式及 不同的生產(chǎn)廠商的器件這些參數(shù)不盡相同，極限參數(shù)是指在不損壞器件的情況下，廠商保證的界限，并非可以工作的條件，如果超過某一環(huán)境下使用，其間的安全性將不會(huì)得到保證，這使用中應(yīng)加以注意。 按 555電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類和歸納，把 555電路分為 3大類、 8種、共18 個(gè)單元電路。在實(shí)際應(yīng)用中，除了單一品種的電路外，還可組合出很多不同電路，如：多個(gè)單穩(wěn)、多個(gè)雙穩(wěn)、單穩(wěn)和無穩(wěn)，雙穩(wěn)和無穩(wěn)的組合等。這樣一來，電路變的更加復(fù)雜。為了便于我們分析和識(shí)別電路，更好的理解 555電路，這里我們這里按 555電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類和歸納， 把 555電路分為 3大類、 8種、共 18個(gè)單元電路。 極限參數(shù) 電源電壓 允許功耗 工作溫度 儲(chǔ)藏溫度 最高結(jié)溫 +18V 60010 +70 軍用 +125 +150 300 11 單穩(wěn)類電路如圖 3 圖 3穩(wěn)態(tài)電路 單穩(wěn)工作方式，它可分為 3 種 ： 第 1 種是人工啟動(dòng)單穩(wěn)，又因?yàn)槎〞r(shí)電阻定時(shí)電容位置不同而分為 2個(gè)不同的單元，并分別以 代號(hào)。他們的輸入端的形式，也就是電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：“ “ 第 2 種是脈沖啟動(dòng)型單穩(wěn)，也可以分為 2 個(gè)不同的單元。他們的輸入特點(diǎn)都是“ 都是從 2 端輸入。 路的 2 端不帶任何元件，具有最簡(jiǎn)單的形式； 路則帶有一個(gè) 分電路。 第 3 種是壓控振蕩器。單穩(wěn)型壓控振蕩器電路有很多，都比較復(fù)雜。 雙穩(wěn)類電路如圖 3示 。 圖 3 雙穩(wěn)態(tài)電路 555 雙穩(wěn)電路工作方式可分成 2 種 ： 第一種是觸發(fā)電路，有雙端輸入和單端輸入 2 個(gè)單元。單端比較器可以是 6 12 端固定， 2 段輸入；也可是 2 端固定， 6 端輸入。 第二種是施密特觸發(fā)電路，有最簡(jiǎn)單形式的 和輸入端電阻調(diào)整偏置或在控制端加控制電壓 改變閥值電壓的共 2 個(gè)單元電路。 第三種是壓控振蕩器。單穩(wěn)型壓控振蕩器電路有很多，都比較復(fù)雜。 雙穩(wěn)電路的輸入端的輸入電壓端一般沒有定時(shí)電阻和定時(shí)電容。這是雙穩(wěn)工作方式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。單元電路中的 起耦合作用， 直流偏置作用。 無穩(wěn)態(tài)電路如圖 3示 。 圖 3無穩(wěn)態(tài)電路 無穩(wěn)態(tài)電路，就是多諧振蕩電路，是 555 電路中應(yīng)用最廣的一類。電路的變化形式也最多。也把它分為三種。 第一種是直接反饋型，振蕩電阻是連在輸出端 。 第二種是間接反 饋型，振蕩電阻是連在電源 的。其中第 1 個(gè)單元電路是應(yīng)用最廣的。第 2 個(gè)單元電路是方波振蕩電路。第 3、 4 個(gè)單元電路都是占空比可調(diào)的脈沖振蕩電路，功能相同而電路結(jié)構(gòu)略有不同。 第三種是壓控振蕩器。 無穩(wěn)電路的輸入端一般都有兩個(gè)振蕩電阻和一個(gè)振蕩電容。只有一個(gè)振蕩電阻的可以認(rèn)為是特例。例如：?jiǎn)卧梢哉J(rèn)為是省略 結(jié)果。有時(shí)會(huì)遇上三端并聯(lián)，只有一個(gè)電阻 無穩(wěn)電路，這時(shí)可把它看成是單元電路省掉 的變形。 13 敏傳感器 用來制作煙霧報(bào)警 器，是 生產(chǎn)規(guī)模最大的 料作為敏感基體制作的廣譜性氣體傳感器 ，其性能技術(shù)指標(biāo)如表 3 表 3技術(shù)指標(biāo) 加熱電壓 ( 5 C ) 回路電壓 ( 10V ( 最大 4V) 負(fù)載電阻 ( 2可自定 ) 清潔空氣中電壓 ( 靈敏度 3 響應(yīng)時(shí)間 ( 10S 恢復(fù)時(shí)間 ( 30S 元件功耗 使用壽命 5年 基本測(cè)試電路 如圖 3示 。 圖 3 14 曲線 如 圖 3示 。 圖 3阻值與氣體濃度的關(guān)系示意圖 原理與使用方法： （ 1）元件開始通電工作時(shí)，沒有接煙霧氣體，其電導(dǎo)率也急劇增加，約一分鐘后達(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。 （ 2）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。 （ 3）元件在接觸標(biāo)定氣體 1000霧后 10 秒鐘以內(nèi)負(fù)載電阻兩端的電壓可達(dá)到 ( 差值的 70% ( 即響應(yīng)時(shí)間 )；脫離標(biāo)定氣體1000霧 30 秒鐘以內(nèi)負(fù)載電阻兩端的電 壓下降到 ( 差值的70% ( 即恢復(fù)時(shí)間 )。 （ 4）符號(hào)說明 檢測(cè)氣體中電阻 檢測(cè)氣體中電壓 關(guān)系： L( （ 5）負(fù)載電阻可根據(jù)需要適當(dāng)改動(dòng)，以滿足設(shè)計(jì)的要求。 （ 6）使用條件：溫度 0；相對(duì)濕度 20 85%氣壓力 80106 （ 7）環(huán)境溫濕度的變化會(huì)給元件電阻帶來小的影響，可進(jìn)行濕度補(bǔ)償，最簡(jiǎn)便的方法是采用熱敏電阻補(bǔ)償之。 （ 8）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)。 路各部分原理 15 式整流電路 單相橋式整流電路是工程上最常用的單相整流電流電路如圖 3 圖 3相整流電流電路 整流電路在工作時(shí)，電路中的四只二極管都是作為開關(guān)運(yùn)用，根據(jù)圖 19 的電路圖可知： 當(dāng)正半周時(shí)，二極管 通（ 止），在負(fù)載電阻 上得到正弦波的正半周； 當(dāng)負(fù)半周時(shí)，二極管 通（ 止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。 在負(fù)載電阻上正、負(fù)半周經(jīng)過合成，得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。單相格式整流電路的電流與電壓波形見圖 3 圖 3相格式整流電路的電流與電壓波形 16 555 部分 當(dāng) 氣敏元件 觸到煙霧時(shí)，其 A B 極間的電阻降低，從而使該電阻與 分壓上升，相應(yīng) 555腳電位上升，當(dāng)腳的電位上升到 上時(shí)， 555 起振，其振蕩頻率為 f=(4。圖 21 所示參數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率約為 8節(jié)電位器 其頻率為 可。相應(yīng)555 的輸出端腳的輸出信號(hào)推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。 正常情況下，氣敏元件的 間的阻值較大，該電阻與 分壓減小，相應(yīng)使 555腳處于低電平， 555 停振，揚(yáng)聲器不工作。 本電路的振蕩頻率約為 節(jié) 使頻率在 1500可。 17 4 問題解決方法和結(jié)果分析 在課題設(shè)計(jì)的過程中，遇到了不少問題 : (1)在定下了課題的總體思路后 ,如何去動(dòng)手設(shè)計(jì)電路原理 ,似乎讓我無從下手 ,后來通過指導(dǎo)老師的提點(diǎn) ,還有自己到學(xué)校圖書館翻閱相關(guān)的資料 ,根據(jù)總體思路弄清課題所需的各電路分支 ,然后一個(gè)分支一個(gè)分支地完成 . （ 2）在做設(shè)計(jì)過程中，才發(fā)現(xiàn)問題真的很多，比 如語音電路不能正常工作，后來才通過檢測(cè)電路發(fā)現(xiàn)原來是語音電路 的芯片不能正常工作，通過更換元器件以后電路能夠正常工作。 18 結(jié)束語 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向工作的重要一步。從最初的選題，開題到動(dòng)手設(shè)計(jì)、采購(gòu)元器件直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同