中国石油大学华东电工电子实习报告

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1、第一部分第一部分 继电控制电路设计与组装继电控制电路设计与组装1、电路原理与设计、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 2、收获与建议

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。第二部分第二部分 温度检测与报警电

3、路温度检测与报警电路U1LM555CNGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2R7 900R8 71.5kC2 10nFC3 10nFQ12N2222Q22N2906C4100FX1 4 V U2LM324AD321141U2CLM324AD1091148VCC6VR2 3.9k R3 4.7kR15.6kC1 22FR420k D1 1N4001R6 1.5kR5 1kRP210k Key=A50%RP15k Key=A50%R11 500R10 500R91kQ32N2219LED2LED1D2 1N4001X3 6 V K2 EMR131A051、电路原理、电路原

4、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

5、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

6、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

7、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 2.907V，U1C 的 9 脚电位为 3.6V。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

8、 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。（3） 继电控制。同样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，用灯泡代替风扇。电路图如下：仿真过程；接通稳压电源，Q3 导通，发光二极管通电

9、发光，继 电器线圈通电，常开开关闭合，灯泡发光。将稳压电源短路后，Q3 截止，发光二极管熄灭，继电器线圈断电，常闭开关断开，灯泡熄灭。3、电路调试与结论、电路调试与结论调试：将 RP1 的阻值调为 4.7k，此时 U1A 的 3 脚电位为 3V。加热热 敏电阻，阻值减小，U1A 的 3 脚电位增大，当 3 脚电位高于 2 脚时，1 输出 高电平，二极管 D1 导通，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，Q3 导通对信号放大，当 555 输出低电平时，Q1 截止，

10、Q2 导通对信号放大。两个过程循环，实现报警器报警。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。随着温度的 降低，热敏电阻阻值增大，U1A 的 3 脚电压降低，当低于 2 脚，输出低电平，电容 C1 通过 R4 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。4、收获与建议、收获与建议收获： （1）电路仿真环节，通过绘制原理电路，检测输出信号的波形等，对温 度报警与检测电路的原理有了比较全面的理解。（2）Protel

11、 的学习使用过程中，电路的布置连线最为困难，从一开始的 毫无头绪，到最后修改电路得心应手，我觉得，总重要的还是对实验原理图 的把握。只有在全面的掌握之后，布置电路才会又快有合理。（3）电路焊接过程最为顺利。电路的实际布置与自己设计的 PCB 图有一 定的差距，觉得实际布线更优。在实习过程中总结出，要想焊接不出错误， 就要以支路为单位进行焊接，按部就班的进行，这样才能做到不缺不漏，做 到心中有数。建议： 优化一下实习时间安排，仿真环节的两天过于轻松，大部分人都很闲， PCB 图的绘制时间却相对太少，课上时间很难完成，需要熬夜作图。对软件的使用环节再详细的介绍一下，PCB 图做不出来很大一部分原因

12、 在于不能熟悉使用软件，很多功能不会用，操作起来很慢。附件一附件一 PCB 图图一、声音报警一、声音报警二、信号检测二、信号检测三、三、 继电控制继电控制附件附件 2 2 元件资料元件资料一、一、三极管三极管 1、9012结构：PNP集电极-发射极电压 -30V集电极-基电压 -40V射极-基极电压 -5V集电极电流 0.5A耗散功率 0.625W结温 150特怔频率 最小 150MHZ放大倍数：D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-3002、9013结构：NPN集电极-发射极电压 25V 集电极-基电压 45V射极-基极电压 5V集电极电

13、流 0.5A耗散功率 0.625W结温 150特怔频率 最小 150MHZ放大倍数：D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-300 二、二、运放运放 LM324LM324LM324 系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单 电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可 以工作在低到 3.0 伏或者高到 32 伏的电源下，静态电流为 MC1741 的静 态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合 中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算 放大器可用图 1 所示的符号来 表示，它有 5 个

14、引出脚，其中 “+”、“-”为两个信号输入端， “V+”、“V-”为正、 负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中， Vi-（-）为反相输入端，表 示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的位相反； Vi+（+）为同相输入端， 表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的相位相同。LM324 的特点： 1.短路保护输出2.真差动输入级 3.可单电源工作： 3V-32V 4.低偏置电流：最大 100nA 5.每封装含四个运算放大器。 6.具有内部补偿的功能。 7.共模范围扩展到负电源 8.行业标准的引脚排列 9.输入端具有静电保护功能三、三、555555 定时器定时器（1） 、低触发：当输入电压 V

15、i2VCC/3 且 Vi12VCC/3，则 VTH=1,比较器 C1 输出为低电平，无论 C2 输 出何种电平，基本 RS 触发器因 R=0，使 Q=1，经输出反向缓冲后，V0=0，T 导 通；四、四、继电器继电器1、工作电压 是指继电器正常工作时线圈所需要的电压，也就是控制电路 的控制电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。2、电阻是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。3、电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的 电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工 作电压，一般不要超过额定工作电压的 1.5 倍，否则会产

16、生较大的电流而把线 圈烧毁。4、电流是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减 小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于 吸合电流。5、切换电压和电流是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能 控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。附件附件 3一一、设设计计一一个个稳稳压压管管稳稳压压的的直直流流电电源源电电路路，按按下下列列要要求求设设计计电电路路，通通过过仿真运行进行测试验证。1、稳压管采用 1N5993（5.1V，0.5W，83mA）2、U1=220V 若要求 U2=7V,确定变压器的变压器比、整流二极管的型号、 滤波电容的参数； 3、若要求 U1的范围为 220V10%，负载为 0.5W，确定限流电阻的参数 （阻值、功率） ；实验原理图如下V1220 Vrms 50 Hz 0 T131 D1 1N4001D2 1N4001D3 1N4001D4 1N4001XSC1ABCDGTR1 51D5 1N5993BC1 1mF