便携式酒精探测仪韩凯

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1、山东轻工业学院课程设计课程设计学院名称电气工程与自动化学院课程名称传感器课程设计开课系（或教研室）测控技术与仪器执笔人韩凯审定人孙凯修（制）订日期2013-1-9-12-山东轻工业学院课程设计《传感器》课程设计任务书课程名称传感器课程设计指导教师孙凯院（系）电气学院专业班级测控10-2学生姓名韩凯学号201002051071设计日期2013-1-9课程设计题目便携式酒精探测仪一、总要求能够独立进行小型检测模块系统方案的设计及论证，选择合理的传感器、设计必要的接口电路等，以及合理选择有关元器件及正确使用相关工具与仪器设备等，并且能结合实际调试与实验进行有关精

2、度分析与讨论。针对总要求进行原理及方案论证、模块设计、接口电路设计、焊接或插接与调试、精度分析以及撰写报告等工作。二、设计题目便携式酒精探测仪的设计三、设计内容要求1、要求针对酒后驾车等状况，设计检测与报警模块。2、绘制电路原理图，并先进行实验室调试。3、完善与丰富其功能。四、设计步骤1、准备及查阅资料2、方案设计3、硬件电路设计、画图（PROTEL）4、实验室调试及结果分析五、心得体会六、主要参考文献[1]秦曾煌.电工学电子技术[M].高等教育出版社.2004.9-12[2]天津大学.张国雄.测控电路第3版.机械工业出版社.2008.153-156[3]

3、刘笃仁，韩保君.传感器原理及应用技术.西安电子科技大学出版社.2003.169-178[4]和卫星，李长杰，王少华.电子电路CAD实用技术.中国科学技术大学出版社.2010.8-57完成期限：自2012年12月28日至2013年1月9日指导教师：孙凯-12-山东轻工业学院课程设计目录一、设计目的作用4二、设计方案42.1酒精探测仪设计的基本原理42.2电路设计52.2.1检测电路52.2.2控制电路52.2.3比较电路62.2.4输出电路6三、电路调试63.1MQ-2气敏传感器电路调试63.2LM358电压比较电路调试73.3总体电路调试10四、心得体会1

4、1五、参考文献…………………………………………………………………………………..11六、附录………………………………………………………………………………………….12一、设计目的作用便携式酒精探测仪是专门为警察设计的一款执法的检测工具，执勤民警可用其来对司机是否饮酒进行检测与相应的处理，有效减少交通事故的发生，避免人员伤亡和财产的重大损失。由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求的提高，再加上气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向的发展，因此，酒精探测仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。设计是-12-山东轻工业学院课程设计基于运算放大系列的

5、LM358的酒精探测仪，以LM358和MQ-2酒精传感器为核心，具有报警功能。根据是否有酒精的环境下，检测到酒精就会进行报警，提示危害。该仪器硬件电路设计简单、功能完善、工作性能好，此外，还具有低功耗、低成本的特点。二、方案设计2.1酒精探测仪设计的基本原理便携式酒精探测仪的基本原理是根据MQ-2气敏传感器对酒精的敏感程度，未接触到酒精时，其阻值较大，当接触到酒精后，其电阻急剧变小，根据这一特性，设计相应的控制电路，通过电压比较器，当输出为高电平是，LED亮，相当于一个报警的作用。该设计的系统方框图如图1所示，设计的电路见附录，其中包括参考电压电路，检测电

6、路，电压比较电路和输出电路。酒精MQ-2气敏传感器电压比较器报警高电平参考电压电路图1酒精探测仪的基本原理方框图2.2电路设计2.2.1检测电路图2酒精检测电路电路检测电路顾名思义就是用于-12-山东轻工业学院课程设计检测酒精的，电路图如图2所示。该部分的主要部分就是通过比较a点的电压不一样，原理是当接通+5V电源之后，在初始状态时，A与B之间的电阻很大，所以a点的电压会大于2.5V，当传感器感应到酒精时，A与B之间的电阻会急剧变小，并且小于10K的变阻器，这个时候，a点的电压会下降到2.5V以下。通过传感器A、B之间的电阻变化可以得到a点电压的变化。2.

7、2.2控制电路该部分电路的设计主要是为了得到一个稳定且大于零的参考电压Ur，电路图如图3所示。接通+5V的电压，R1=R2，所以b点的电压会等于2.5V。这个电压会比较恒定，可以作为参考电压。图3控制电路2.2.3比较电路该部分电路图是通过LM358来实现的，电路图如图4所示。通过比较UI与UR的电压大小，决定输出端为高电平还是低电平。其传输特性如图5所示。即当UIUR时，输出端为低电平。图5电压比较器传输特性图4电压比较电路路图4电压比较电路路-12-山东轻工业学院课程设计2.2.4输出电路该部分电路为报警电路，在图4电

8、压比较器的输出端接上一个LED，当输出为高电平，LED亮，即报警。